在耐火材料中，碳化硅原料也是一种非常常见的耐火原料。那么，碳化硅是什么?碳化硅具有什么样的性质，为什么可以用作耐火原料?碳化硅还有其他用途吗?怀着疑惑，通过查阅资料，我对碳化硅有了一定的了解。事实证明碳化硅的用途非常广泛。联系德赢备用网站容盛免费报价。
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什么是碳化硅?
碳化硅是一种无机物，化学式为SiC。它以石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅需要盐)等原料，在电阻炉中高温熔炼而成。碳化硅在自然界中也是一种稀有矿物，莫桑石。在C、N、B等非氧化物高科技耐火原料中，碳化硅是应用最广泛、最经济的一种，可称为金钢砂或耐火砂。
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碳化硅的质量
纯碳化硅是无色的，工业生产的棕色到黑色是由于含铁的杂质。晶体上的彩虹光泽是由于其表面产生的二氧化硅保护层。碳化硅有两种常用的基本类型，黑色碳化硅和绿色碳化硅，都属于α-SiC。
- ①黑色碳化硅含有约95%的SiC。其韧性高于绿色碳化硅，多用于加工抗拉强度较低的材料。如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属。
- ②绿色碳化硅含SiC 97%以上，自锐性好。大多数用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨气缸套和细磨高速钢工具。
此外，还有立方碳化硅，这是一种通过特殊工艺获得的黄绿色晶体。用于生产的磨具适用于轴承的超精加工。表面粗糙度一次可加工到Ra32~0.16微米到Ra0.04~0.02微米。
碳化硅的性质
- 碳化硅至少有70种晶体形式。
- 碳化硅化学性能稳定，导热系数高，热膨胀系数小，耐磨性好。
- 碳化硅非常坚硬，莫氏等级为9.5，仅次于世界上最硬的钻石(10级)。
- 碳化硅具有优良的导热性，是一种半导体在高温下抗氧化。
- 碳化硅比重为3.20-3.25，升华温度高，约2700℃。
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为什么碳化硅可以作为耐火材料的原料?
碳化硅化学性能稳定，导热系数高，热膨胀系数小，耐磨性好。同时，由于碳化硅的比重为3.2g/cm3，升华温度高(约2700℃)，非常适合作为轴承或高温炉的原料。碳化硅制成的先进耐火材料具有抗热震、体积小、重量轻、强度高、节能效果好等优点。广泛应用于各种冶炼炉衬、高温炉部件、碳化硅板、衬板、支架、匣钵、碳化硅坩埚等。
碳化硅的应用
碳化硅主要有四个应用领域，即:功能陶瓷、高级耐火材料、磨料和冶金原料。
- (1)作为磨料，可用于制作磨料，如砂轮、油石、磨头、砂瓦等。
- (2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。
- (3)高纯度单晶可用于制造半导体还有碳化硅纤维。
主要使用碳化硅。适用于3-12英寸单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体等线切割。太阳能光伏产业，半导体工业、压电晶体工业工程材料加工。
为半导体避雷针、电路元件、高温应用、紫外线探测器和结构材料。天文学，盘式制动器，离合器，柴油微粒过滤器，长丝高温计，陶瓷膜。切削工具，加热元件，核燃料。珠宝、钢铁、护具、催化剂载体等领域。
碳化硅的广泛应用
碳化硅化学性能稳定，导热系数高，热膨胀系数小，耐磨性好。除了用作磨料外，还有许多其他用途。
磨料磨具
主要用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、磨膏。以及光伏产品中电子行业单晶硅、多晶硅、压电晶体的研磨抛光。
化学
它可作为制造四氯化硅的原料，是硅树脂工业的主要原料。
耐火原料
使用的碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度高、导热性好、耐冲击等特点。
- 一方面，碳化硅可用于各种冶炼炉衬、高温炉部件、碳化硅板、衬里、支架、匣钵、碳化硅坩埚等。
- 另一方面可用于有色金属冶炼行业的高温间接加热材料。如立式罐式精馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、熔铜炉内衬、锌粉炉用电弧板、热电偶保护管等。用于制造耐磨、耐腐蚀、耐高温等高档碳化硅陶瓷材料。
有色金属
使用的碳化硅具有耐高温、强度高、导热性好、耐冲击等特点，用作高温间接加热材料。如固体锅蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔炼炉内衬、锌粉炉用电弧板、热电偶保护管等。
钢
低品位碳化硅(含SiC约85%)是一种优良的脱氧剂，可以加快炼钢速度，便于化学成分控制，提高钢材质量。它可作为炼钢的脱氧剂和铸铁结构的改进剂。碳化硅脱氧剂是一种新型的强复合脱氧剂，它取代了传统的硅粉进行脱氧。炼钢效率，提高钢材质量，降低原辅材料消耗，减少环境污染，改善劳动条件，提高电炉综合经济效益，都具有很大的价值。
利用碳化硅耐腐蚀、抗热震耐磨、导热性好等特点，用于大型高炉炉衬，提高使用寿命。
冶金选矿
碳化硅的硬度仅次于金刚石，具有很强的耐磨性。它是耐磨管道、叶轮、泵室、旋风分离器和料斗衬里的理想材料。特别是，采矿加工厂使用的排放管道放置在内部。其耐磨性是普通耐磨材料的6-7倍。
建筑材料陶瓷
利用其导热、热辐射、热强度高的特点，制造薄板窑家具。既能减少窑具容量，又能提高窑具的装填能力和产品质量，缩短生产周期，是陶瓷釉烤烧结的理想间接材料。
节能
具有良好的导热性和热稳定性，用作热交换器。燃油消耗降低20%，节约燃油35%，生产率提高20-30%。
半导体元件
碳化硅具有优异的导热性，是一种在高温下抗氧化的半导体。由于其导热系数高，击穿电场强度高，最大电流密度大，很多人尝试用它来代替硅在半导体大功率元件的应用中。到目前为止，这个想法是可行的。此外，它与微波辐射有很强的耦合效应，其所有的高升华点使其适用于加热金属。碳化硅也被广泛用于制造电热元件的碳化硅棒。
珠宝
合成莫桑石又称合成莫桑石和合成莫桑石(化学成分SiC)。弥散为0.104，比金刚石(0.044)大。折射率2.65-2.69(金刚石2.42)。它拥有与钻石一样的钻石般的光泽，具有更强烈的“火焰”，比以往任何仿制品都更接近钻石。
其他的用途
还可用于制造火箭喷管、燃气轮机叶片等。此外，其耐磨性是铸铁橡胶使用寿命的5-20倍，碳化硅也是高速公路、航空跑道等太阳能热水器的理想材料之一。
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