碳化硅制品可以分為很多類,根據(jù)不同的使用環(huán)境,分為不同的種類。一般使用到機(jī)械上比較多。在應(yīng)用在密封環(huán)上:碳化硅陶瓷的耐化學(xué)腐蝕性好、強(qiáng)度高、硬度高,耐磨性能好、摩擦系數(shù)小,且耐高溫,因而是制造密封環(huán)的理想材料。碳化硅的制品之一的碳化硅陶瓷具有的高硬度、高耐腐蝕性以及較高的高溫強(qiáng)度等特點(diǎn),這使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應(yīng)用。
碳化硅的生產(chǎn)工藝主要包括原料制備、成型、燒結(jié)和加工等環(huán)節(jié)。
原料制備:碳化硅的原料主要是石墨和二氧化硅,石墨通常選用高純度的天然石墨或人工石墨,二氧化硅則可以通過(guò)化學(xué)方法或物理方法制備。原料的配比通常是石墨:二氧化硅=1:3。
成型:將原料混合后,碳化硅批發(fā),通過(guò)壓制機(jī)或澆注機(jī)進(jìn)行成型,制成具有一定形狀和尺寸的碳化硅坯體。成型方式有干壓成型和澆注成型兩種,各有優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。
燒結(jié):將成型后的碳化硅坯體進(jìn)行高溫處理,使其結(jié)晶并形成碳化硅的過(guò)程。燒結(jié)溫度一般在2000℃以上,燒結(jié)時(shí)間與溫度成正比。燒結(jié)后的碳化硅坯體具有較高的密度和硬度,可以進(jìn)行后續(xù)的加工。
加工:加工環(huán)節(jié)包括切割、磨削、拋光等步驟,用于制備不同形狀和尺寸的碳化硅產(chǎn)品。其中,切割是將燒結(jié)后的塊狀物料切割成所需形狀和尺寸的碳化硅塊;磨削是通過(guò)研磨機(jī)對(duì)碳化硅進(jìn)行磨削,以達(dá)到所需的尺寸和形狀;拋光則是通過(guò)拋光機(jī)對(duì)碳化硅表面進(jìn)行拋光,碳化硅供應(yīng)商,以提高其表面光滑度。
此外,河北碳化硅,為了提高碳化硅的純度和性能,還可在生產(chǎn)工藝中采用化學(xué)氣相沉積法、物理氣相沉積法等方法對(duì)碳化硅進(jìn)行提純和改性處理。
碳化硅的制備方法主要有以下幾種:
化學(xué)氣相沉積法(CVD):該方法是在高溫下將含碳和含硅的氣體反應(yīng)生成碳化硅薄膜的方法。該方法制備的碳化硅薄膜具有高純度、高密度和良好的附著性等特點(diǎn),但成本較高。
物理氣相沉積法(PVD):該方法是在真空條件下將碳和硅單質(zhì)加熱至高溫并蒸發(fā)成氣體,碳化硅多少錢一噸,然后在基底上凝結(jié)成碳化硅薄膜的方法。該方法制備的碳化硅薄膜具有高硬度和良好的耐磨性等特點(diǎn),但成本也較高。
熱壓燒結(jié)法:該方法是將碳和硅單質(zhì)在高溫下熱壓燒結(jié)成碳化硅陶瓷材料的方法。該方法制備的碳化硅陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高耐磨性和良好的熱學(xué)性能等特點(diǎn),但生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。
自蔓延高溫合成法(SHS):該方法是將碳和硅單質(zhì)混合后引燃,利用燃燒產(chǎn)生的熱量維持反應(yīng)過(guò)程并合成碳化硅陶瓷材料的方法。該方法制備的碳化硅陶瓷材料具有高純度、高密度和低成本等特點(diǎn),但難以控制材料的形狀和尺寸。
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