百科名片
碳化硅
碳化硅(SiC)是用
石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑為原料通過(guò)
電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見(jiàn)的
礦物,莫桑石。 碳化硅又稱(chēng)
碳硅石。在當代C、N、B等非氧化物高技術(shù)
耐火原料中,碳化硅為應用最廣泛、最經(jīng)濟的一種??梢苑Q(chēng)為金鋼砂或耐火砂。 碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時(shí)需要加食鹽)等原料在電阻爐內經(jīng)高溫冶煉而成。目前我國
工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種,均為六方
晶體,比重為3.20~3.25,
顯微硬度為2840~3320kg/mm2。
目錄
概述性質(zhì)用途磨料磨具化工耐磨、耐火和耐腐蝕材料有色金屬鋼鐵冶金選礦建材陶瓷砂輪工業(yè)節能珠寶產(chǎn)地、輸往國別及品質(zhì)規格具體理化指標起源發(fā)展世界各國碳化硅企業(yè)分布Superior石墨公司Electro磨料公司BPI有限責任公司Elmet公司巴西ESK-SIC公司Navarro SIC公司ZAC公司亞洲概述性質(zhì)用途磨料磨具化工耐磨、耐火和耐腐蝕材料有色金屬鋼鐵冶金選礦建材陶瓷砂輪工業(yè)節能珠寶產(chǎn)地、輸往國別及品質(zhì)規格具體理化指標起源發(fā)展世界各國碳化硅企業(yè)分布Superior石墨公司Electro磨料公司BPI有限責任公司Elmet公司巴西ESK-SIC公司Navarro SIC公司ZAC公司亞洲展開(kāi)
編輯本段概述
包括
黑碳化硅和綠碳化硅,其中:黑碳化硅是以
石英砂,石油焦和優(yōu)質(zhì)
硅石為主要原料,通過(guò)
電阻爐高溫冶煉而成。其
硬度介于剛玉和
金剛石之間,機械強度高于剛玉,性脆而鋒利。綠碳化硅是以石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石為主要原料,添加食鹽作為
添加劑,通過(guò)電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉。 常用的碳化硅
磨料有兩種不同[1]的晶體,一種是綠碳化硅,含SiC 97%以上,主要用于磨硬質(zhì)含金工具。另一種是黑碳化硅,有
金屬光澤,含SiC 95%以上,
強度比綠碳化硅大,但硬度較低,主要用于磨
鑄鐵和非金屬材料。
編輯本段性質(zhì)
分子式為SiC,其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉,可作為磨料和其他某些工業(yè)材料使用。工業(yè)用碳化硅于1891年研制成功,是最早的
人造磨料。在
隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供開(kāi)采的礦源。
純碳化硅是無(wú)色透明的晶體。工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類(lèi)和含量不同,而呈淺黃、綠、藍乃至黑色,
透明度隨其純度不同而異。碳化硅
晶體結構分為六方或
菱面體的 α-SiC和立方體的β-SiC(稱(chēng)
立方碳化硅)。α-SiC由于其晶體結構中碳和硅原子的堆垛序列不同而構成許多不同變體,已發(fā)現70余種。β-SiC于2100℃以上時(shí)轉變?yōu)?#945;-SiC。
碳化硅的工業(yè)制法是用優(yōu)質(zhì)石英砂和石油焦在電阻爐內煉制。煉得的碳化硅塊,經(jīng)破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產(chǎn)品。
碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個(gè)常用的基本品種,都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約98.5%,其
韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強度低的材料,如玻璃、
陶瓷、石材、
耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化硅含SiC99%以上,自銳性好,大多用于加工
硬質(zhì)合金、鈦合金和
光學(xué)玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨
高速鋼刀具。此外還有立方碳化硅,它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體,用以制作的
磨具適于軸承的超精加工,可使表面粗糙度從Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米。
碳化硅由于化學(xué)性能穩定、導熱系數高、
熱膨脹系數小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途,例如:以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機葉輪或汽缸體的內壁,可提高其耐磨性而延長(cháng)使用壽命1~2倍;用以制成的高級耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節能效果好。低品級碳化硅(含SiC約85%)是極好的脫氧劑,用它可加快煉鋼速度,并便于控制化學(xué)成分,提高鋼的質(zhì)量。此外,碳化硅還大量用于制作電熱元件
硅碳棒。
碳化硅的硬度很大,具有優(yōu)良的導熱性能,是一種
半導體,高溫時(shí)能抗氧化。
編輯本段用途
(1)作為磨料,可用來(lái)做磨具,如
砂輪、
油石、
磨頭、砂瓦類(lèi)等。
(2)作為
冶金脫氧劑和
耐高溫材料。
碳化硅主要有四大應用領(lǐng)域,即:
功能陶瓷、高級耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供應, 不能算
高新技術(shù)產(chǎn)品,而技術(shù)含量極高 的納米級碳化硅粉體的應用短時(shí)間不可能形成規模經(jīng)濟。
(3)高純度的單晶,可用于制造半導體、制造
碳化硅纖維。
主要用途:用于3—12英寸
單晶硅、多晶硅、砷化鉀、
石英晶體等線(xiàn)切割。太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)、半導體產(chǎn)業(yè)、壓電晶體產(chǎn)業(yè)工程性加工材料。磨料磨具
主要用于制作砂輪、
砂紙、砂帶、油石、磨塊、磨頭、研磨膏及
光伏產(chǎn)品中單晶硅、多晶硅和電子行業(yè)的壓電晶體等方面的研磨、拋光等?;?div style="height:15px;">
可用做煉鋼的脫氧劑和鑄鐵組織的改良劑,可用做制造四氯化硅的原料,是硅樹(shù)脂工業(yè)的主要原料。碳化硅脫氧劑是一種新型的強復合脫氧劑,取代了傳統的
硅粉碳粉進(jìn)行脫氧,和原工藝相比各項理化性能更加穩定,脫氧效果好,使脫氧時(shí)間縮短,節約能源,提高煉鋼效率,提高鋼的質(zhì)量,降低原輔材料消耗,減少環(huán)境污染,改善勞動(dòng)條件,提高電爐的綜合經(jīng)濟效益都具有重要價(jià)值。耐磨、耐火和耐腐蝕材料
利用碳化硅具有耐腐蝕、耐高溫、強度大、導熱性能良好、抗沖擊等特性,碳化硅一方面可用于各種冶煉爐襯、高溫爐窯構件、碳化硅板、襯板、支撐件、匣缽、
碳化硅坩堝等。
另一方面可用于有色金屬冶煉工業(yè)的高溫間接加熱材料,如豎罐蒸餾爐、精餾爐塔盤(pán)、鋁電解槽、銅熔化爐內襯、鋅粉爐用弧型板、熱電偶保護管等;用于制作耐磨、耐蝕、耐高溫等高級碳化硅陶瓷材料;還可以制做
火箭噴管、燃氣輪機葉片等。此外,碳化硅也是高速公路、
航空飛機跑道
太陽(yáng)能熱水器等的理想材料之一。有色金屬
利用碳化硅具有耐高溫&def強度大&def導熱性能良好&def抗沖擊&def作高溫間接加熱材料&def如堅罐蒸餾爐&def精餾爐塔盤(pán)&def鋁電解槽&def銅熔化爐內襯&def鋅粉爐用弧型板&def熱電偶保護管等.鋼鐵
利用碳化硅的耐腐蝕&def抗熱沖擊耐磨損&def導熱好的特點(diǎn)&def用于大型
高爐內襯提高了使用壽命.冶金選礦
碳化硅硬度僅次于金剛石&def具有較強的耐磨性能&def是耐磨管道&def葉輪.泵室.旋流器&def礦斗內襯的理想材料&def其耐磨性能是鑄鐵.橡膠使用壽命的5--20倍&def也是航空飛行跑道的理想材料之一.建材陶瓷砂輪工業(yè)
利用其導熱系數.熱輻射&def高熱強度大的特性&def制造薄板窯具&def不僅能減少窯具容量&def還提高了
窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量&def縮短了生產(chǎn)周期&def是
陶瓷釉面烘烤燒結理想的間接材料.節能
利用良好的導熱和熱穩定性&def作熱交換器&def燃耗減少20%&def節約燃料35%&def使生產(chǎn)率提高20-30%&def特別是礦山選廠(chǎng)用排放輸送管道的內放&def其耐磨程度是普通
耐磨材料的6--7倍.
②磨料粒度及其組成按GB/T2477--83。磨料粒度組成測定方法按GB/T2481--83。珠寶
合成碳化硅(Synthetic Moissanite)又名合成
莫桑石、合成碳硅石(化學(xué)成分SiC),色散0.104比
鉆石(0.044)大,折射率2.65-2.69(鉆石2.42),具有與鉆石相同的
金剛光澤,“火彩”更強,比以往任何仿制品更接近鉆石。這是由
美國北卡羅來(lái)那州的C3公司制造生產(chǎn)的,已擁有世界各國生產(chǎn)合成碳化硅的專(zhuān)利,正在向全世界推廣應用。
編輯本段產(chǎn)地、輸往國別及品質(zhì)規格
(1)
產(chǎn)地:長(cháng)白山脈、
河南、青海、
寧夏、四川、
貴州、湖北丹江口等地。
(2)輸往國別:美國、日本、
韓國、及某些
歐洲國家。
(3)品質(zhì)規格:
①磨料級碳化硅技術(shù)條件按GB/T2480—96。各牌號的化學(xué)成分由表6-6-47和表6-6-48給出。
②磨料粒度及其組成按GB/T2477—83。磨料粒度組成測定方法按GB/T2481—83。
GB/T 9258.1-2000|涂附磨具用磨料 粒度分析 第1部分:粒度組成
GB/T 9258.2-2008|涂附磨具用磨料 粒度分析 第2部分:粗磨粒P12~P220粒度組成的測定
GB/T 9258.3-2000|涂附磨具用磨料 粒度分析 第3部分:微粉P240~P2500粒度組成的測定
編輯本段具體理化指標
項目 SiC Fe2O3 F.C 比重
Ⅰ ≥97% ≤1.2% ≤0.3% 3.2g/cm3
Ⅱ ≥90% ≤1.5% ≤0.5%
編輯本段起源
是由美國人
艾奇遜在1891年電熔金剛石實(shí)驗時(shí),在實(shí)驗室偶然發(fā)現的一種
碳化物,當時(shí)誤認為是金剛石的混合體,故取名金剛砂,1893年艾奇遜研究出來(lái)了工業(yè)冶煉碳化硅的方法,也就是大家常說(shuō)的艾奇遜爐,一直沿用至今,以碳質(zhì)材料為爐芯體的電阻爐,通電加熱
石英SIO2和碳的混合物生成碳化硅。
編輯本段發(fā)展
關(guān)于碳化硅的幾個(gè)事件
1905年 第一次在隕石中發(fā)現碳化硅
1907年 第一只碳化硅發(fā)光二極管誕生
1955年 理論和技術(shù)上重大突破,LELY提出生長(cháng)高品質(zhì)碳化概念,從此將SIC作為重要的電子材料
1958年 在
波士頓召開(kāi)第一次世界碳化硅會(huì )議進(jìn)行學(xué)術(shù)交流
1978年 六、七十年代碳化硅主要由
前蘇聯(lián)進(jìn)行研究。到1978年首次采用“LELY改進(jìn)技術(shù)”的晶粒提純生長(cháng)方法
1987年~至今以CREE的研究成果建立碳化硅生產(chǎn)線(xiàn),供應商開(kāi)始提供商品化的碳化硅基
編輯本段世界各國碳化硅企業(yè)分布
Superior石墨公司
Superior石墨有限公司是生產(chǎn)β-碳化硅的廠(chǎng)家,它們采用連續電熱爐工藝在美國
肯塔基的Hopkinsville廠(chǎng)生產(chǎn)。產(chǎn)品適用于制造碳化硅細粉和超細陶瓷級碳化硅粉料。Electro磨料公司
Electro磨料公司是一家碳化硅加工廠(chǎng)。該公司在
紐約布法羅的一家生產(chǎn)廠(chǎng)從事水力分選黑色、綠色碳化硅粉料的生產(chǎn)。他們生產(chǎn)的碳化硅含量為98%的粗、細粉用于磨料、耐火材料及其它行業(yè),年生產(chǎn)能力為2.4萬(wàn)t。BPI有限責任公司
BPI公司分別在
匹茲堡、賓西法尼亞、貝塞默和
阿拉巴馬州有碳化硅廢料加工廠(chǎng)。大多數廢料都來(lái)自
北美,包括回收的
碳化硅耐火材料,這些產(chǎn)品主要用于冶金市場(chǎng)。而且,這些產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量很大。Elmet公司
Elmet公司在
墨西哥北部的蒙特雷有一家年生產(chǎn)能力為2萬(wàn)t的碳化硅生產(chǎn)廠(chǎng),該廠(chǎng)生產(chǎn)的冶金級(SiC 88%)和黑色(SiC 97%)碳化硅主要用于鋼鐵、鑄造、磨料和耐火材料工業(yè)。近期,該公司投資了300萬(wàn)美元用以降低成本和提高成品質(zhì)量,這些資金主要用于破碎、篩分生產(chǎn)線(xiàn)及成型設備。Elmet公司的產(chǎn)品主要用于國內市場(chǎng),但也出口至中美和
北歐。自2000年以來(lái),該公司就已看到當地鑄造工業(yè)和海外某些耐火材料的發(fā)展前景。同時(shí),由于受到了象金剛石這種超級磨料競爭的沖擊,使得磨料部門(mén)的需求量下降,但是,耐火材料工業(yè)的需求仍保持穩定。巴西
在巴西,圣-戈班集團公司所屬的碳化硅生產(chǎn)廠(chǎng)將其生產(chǎn)能力增至6萬(wàn)t/年。早在20世紀90年代初期,Alcoa世界化工公司就兼并了巴西圣保羅洲
薩爾托的EMAS碳化硅生產(chǎn)廠(chǎng),該廠(chǎng)的年生產(chǎn)能力為1.2萬(wàn)t左右。ESK-SIC公司
ESK-SIC在
荷蘭(世界最大的碳化硅生產(chǎn)廠(chǎng))每年可生產(chǎn)6.5萬(wàn)t的冶金碳化硅和晶體碳化硅,并在
德國的Frechen-Grefrath廠(chǎng)進(jìn)行加工。該公司的產(chǎn)品大約占了全球市場(chǎng)份額的10%。
ESK-SIC生產(chǎn)的碳化硅產(chǎn)品主要用于冶金、磨料、耐火材料和高級陶瓷領(lǐng)域。Navarro SIC公司
自1958年以來(lái),Navarro SIC SA公司主要生產(chǎn)磨料和耐火材料工業(yè)用碳化硅細粉。雖然該公司目前的年產(chǎn)量約為1.8萬(wàn)t,但有望達到2萬(wàn)t。他們生產(chǎn)冶金級碳化硅(SiC 90%/92%)、三種耐火材料級碳化硅(SiC 92%、SiC 95%和SiC 98%)、磨料級碳化硅(SiC 97%和SiC 99%)。
其中,冶金級碳化硅的市場(chǎng)領(lǐng)域最大,占了總額的45%,其次是耐火材料級(30%)和磨料級(25%)。近幾年,Navarro已開(kāi)始擴大生產(chǎn)綠色和黑色
碳化硅微粉,年產(chǎn)量為800~1000t左右。自2000年以來(lái),Navarro的產(chǎn)品在國內和歐洲的市場(chǎng)銷(xiāo)量雖然有所上升,但在亞洲、
非洲和大洋洲的銷(xiāo)售額卻在下降。從產(chǎn)品類(lèi)型來(lái)看,冶金、耐火材料工業(yè)的用量在增長(cháng),而磨料工業(yè)的用量在減少。ZAC公司
ZAC公司是
東歐著(zhù)名的磨料生產(chǎn)廠(chǎng),年生產(chǎn)能力為3萬(wàn)t,主要用于冶金、磨料、耐火材料和微粉工業(yè)。該公司的產(chǎn)品主要出口
捷克,從那里再銷(xiāo)往
西歐。另外,在歐洲的其它國家,如
俄羅斯、羅馬尼亞、捷克、
瑞士也都有碳化硅生產(chǎn)廠(chǎng)。其中,瑞士的Timcal有限公司每年生產(chǎn)8000t的碳化硅生產(chǎn)石墨的副產(chǎn)品。亞洲
除了
中國,亞洲的碳化硅產(chǎn)量主要集中在日本,Yakushima Denko和Pacific Rundum有限公司是日本兩大著(zhù)名的碳化硅生產(chǎn)廠(chǎng),年產(chǎn)量分別為2萬(wàn)t和7000t。其中,Pacific Rundum生產(chǎn)的碳化硅適用于半導體加工的特種領(lǐng)域,以及磨料和耐火材料工業(yè)。1996年,它在美國的
俄勒岡成立了合資公司(AGPR),主要生產(chǎn)高純度
碳化硅材料。
詞條圖冊
更多圖冊參考資料 1
碳化硅之家
http://www.tanhuagui8.com擴展閱讀: 1
www.sicren.com 碳化硅人
2
www.huixinky.cn開(kāi)放分類(lèi):
化學(xué),
磨料磨具,
金剛砂,
拋光材料“碳化硅”在漢英詞典中的解釋(來(lái)源:
百度詞典):1.[Chemistry] carborundum; silicon carbide
我來(lái)完善 “碳化硅”相關(guān)詞條:
硅碳棒微粉錳鐵硅鈣碳化硼氧化鋁莫來(lái)石板狀剛玉單晶硅棕剛玉高嶺土氮化硼鑄石硅碳棒微粉錳鐵硅鈣碳化硼氧化鋁莫來(lái)石板狀剛玉單晶硅棕剛玉高嶺土氮化硼鑄石氧化鋁陶瓷石英砂剛玉礬土電極糊石英微硅粉氮化鋁硅石墨氧化鋯鋁礬土石墨電極硅鐵耐火磚人造金剛石氮化硅硅錳白剛玉亞白剛玉硅微粉電解鋁