硅碳棒的烧结过程

硅碳棒的烧结过程
发表时间：2013-1-18


目录
一．硅碳棒的第一次烧结
二．用碳化硅粉作埋料进行二次烧结
硅碳棒在进行生产的时候一般分为一次成型两次烧结，就是先将碳化硅生料和沥青等粘合剂，用挤压机将其挤压成空心硅碳棒毛坯，放在粗真空的隧道窑中烧结成硅碳棒半成品，在将硅碳棒半成品埋入石墨粉，直接通电加热，并在2000℃的还原性气氛中进行二次烧结，这样碳化硅会二次结晶，烧结成碳化硅电热元件。
一．硅碳棒的粗真空第一次烧结
一般在制作硅碳棒时的第一次烧结，都是将碳化硅生料和沥青、焦油等粘合剂搅拌均匀，并用挤压机挤压成型，然后在隧道窑中直接进行烧结。
这种方式有着明显的缺点：1、硅碳棒毛坯的烧结时间长；2、在进行烧结时，沥青、硅碳棒等粘合剂中的碳成分很容易渗入硅碳棒内层，导致生产的硅碳棒阻值不均匀。3、粘合剂的杂质含量高，影响硅碳棒各成分的结合能力，使得硅碳棒的机械强度大大降低。
因此目前有一种新技术，那就是粗真空中进行第一次烧结。主要工艺是：将硅碳棒毛坯放在，20~50毫米汞柱的真空容器内，并且以每分钟5~10℃的升温速度，将温度升高到350℃，并且保持20分钟。然后以每分钟升高10℃的速度将温度升高到920℃，并保持30分钟。这样不仅可以将粘结剂蒸发，也可以将粘结剂中的杂质除去。
二．硅碳棒的二次烧结
硅碳棒坯料经过第一次烧结，然后将硅碳棒坯料埋入二氧化硅和碳的混合粉末中，通电加热在2000℃的高温下，碳化硅重新结晶，得到硅碳棒电热元件，叫做二次烧结，也叫做硅化。
二氧化硅和碳的混合粉末，主要是在高温下，在硅碳棒坯料的周围形成还原的气氛，来组织硅碳棒坯料的氧化，同时还有促进硅碳棒中碳化硅晶体的生长。
在进行二次烧结时，碳化硅晶体的晶粒越大，硅碳棒的电阻率也就越小，表面系数也就越小，这样得到的硅碳棒就不容被氧化，使得硅碳棒寿命增长。
但是利用二氧化硅和碳，会导致硅碳棒坯料中碳化硅晶粒生长不均匀，导致硅碳棒表面粗糙，影响硅碳棒的质量。
我们可以通过使用碳化硅粉末代替二氧化硅和碳的混合粉末，因为碳化硅粉末不仅能形成还原的气氛，还可以将硅碳棒坯料的表面与新生成的碳化硅分子隔离，从而保护了硅碳棒坯料。


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