碳化硅耐火材料

采用热压烧结法制取的耐火材料

碳化硅制品是以碳化硅砂为主要原料，选用不同的粘合剂生产的耐火材料。它的导热系数高，约为粘土制品的10～14倍；膨胀系数低，热稳定性好，高温耐压，抗折强度大，化学性能稳定，加之近年来粘合剂的不断改进，克服了易氧化和受碱蚀的弱点，因而碳化硅制品不仅是竖罐炼锌必备的耐火材料，而且还广泛地应用于钢铁冶金、化工、陶瓷等工业炉窑以及防腐耐磨泵和管道内衬。据统计，国外已有61%的高炉炉衬使用碳化硅制品；80年代以来，国内已开始在炼铁高炉炉衬中试用，效果良好。

碳化硅的分类

工业用碳化硅通常含有2%左右的杂质，其中主要有二氧化硅、硅、铁、铝、钙、镁及碳。根据碳化硅的色泽及主要用途，碳化硅的分类大致如下：黑色碳化硅，代号TH，主要用于研磨材料和耐火材料；绿色碳化硅，代号TL，用于研磨材料和耐火材料，也可用来制造电阻元件(如硅碳棒)等；矾土碳化硅用于制造热敏电阻和避雷器等。

碳化硅及其制品的生产

碳化硅砂是用二氧化硅与碳质原料于电炉内在高温下炼制而成的，而碳化硅制品则是以碳化硅砂为骨料，以氧化物，硅酸盐或硅粉作高温结合材料、经成型、烧制而成。在电炉炼制碳化硅砂时，若以石油焦和石英砂为主要原料，得到的是黑色碳化硅砂；若配料时加入适量的食盐，则可生产绿色碳化硅砂；若配入适量的矾土，可生产矾土碳化硅砂。

碳化硅陶瓷

碳化硅是共价键很强的化合物，其Si-C键的离子型仅12%左右，因此，它也具有优良的力学性能、优良的抗氧化性、高的抗磨损性以及低的摩擦系数等。碳化硅的最大特点是高温强度高，普通陶瓷材料在1200~1400℃时强度将显著降低，而碳化硅在1400℃时抗弯强度仍保持在500~600MPa的较高水平，因此其工作温度可达1600~1700℃。再加上碳化硅陶瓷的热传导能力也较高，在陶瓷中仅次于氧化铍陶瓷，因此碳化硅已经广泛应用于高温轴承、防弹板、喷嘴、高温耐蚀部件以及高温和高频范围的电子设备零部件等领域。

稀士氧化物如Y2O3等同样可以作为碳化硅陶瓷的烧结助剂，通过液相烧结的途径获得致密的碳化硅。由于其液相烧结是通过玻璃相的形成来降低孔隙率，提高致密度的，因此，玻璃相的特性对烧结所得微观结构影响很大。

应用

碳化硅质耐火材料拥有特殊性能，这决定着它可以在不同用条件和不同工业领域内使用。由于导热性高，碳化硅质耐火材料广泛用于制造马弗炉、加热式炉底及换热器、匣钵、渗碳箱、热电偶套管、一端封闭式测温管及大砖。碳化硅制品还应用在许多非直接加热式窑炉结构内，如锌蒸馏塔、立式及卧式蒸馏罐等。在较广的温度范围内，碳化硅质的耐火材料的机械强度及耐磨性均直，因此可以用它制造耐机械磨损的部件，其中包括低温用的导轨及拉杆，以及受强烈磨损的旋分器、集尘器、管道、溜槽、炉底等的内衬、隧道窑窑车的格子板、滤气用多孔品等等。碳化硅质耐火材料的特殊化学性能，使得它在有色冶金及化学工业的各种窑炉和装置中的使用效果很好。碳化硅质耐火材料还在蒸汽锅炉中使用。在工业中，碳化硅质耐火材料的使用规模还远远不够。近年来此种耐火材料生产规模的增长，而在工业中，特别是在陶瓷工业、有色及黑色冶金中的广泛使用提供了可能性。

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