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碳化硅用途廣泛,越來越來的新市場正待開發(fā);以線切割為代表的新型領(lǐng)域,正帶著碳化硅行業(yè)換代升級;隨著國際和中國經(jīng)濟形勢的好轉(zhuǎn),碳化硅行業(yè)也會迎來一定的發(fā)展機會,需要注意的是國家對環(huán)境的管控將會更加嚴厲。
碳化硅的技術(shù)研發(fā)呈加速趨勢,替代技術(shù)大量出現(xiàn)。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)仍處在快速成長期,有多種技術(shù)在激烈競爭。目前晶硅電池在市場份額上占了主要地位,但是其他技術(shù)也在快速演進中。如若把硅晶電池看做一代電池技術(shù),今后會有無機薄膜電池、薄膜電池等二三代電池技術(shù)。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。電池技術(shù)會向更高的發(fā)電效率上發(fā)展,這是一種趨勢。
碳化硅就在我們身邊隨處應(yīng)用著,只是我們不曾發(fā)覺而已。由于碳化硅的一些特別的功能,被廣泛的應(yīng)用。碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)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(nèi)壁,可提高其耐磨性而延長使用壽命1~2倍;用以制成的耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節(jié)能效果好。純碳化硅是無色透明的晶體。采用碳化硅廢料做預(yù)留膨脹間隙填充物,可以有效保證施工質(zhì)量,一方面是碳化硅廢料具有良好的絕熱保溫性能。工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)的種類和含量不同,而呈淺黃、綠、藍乃至黑色。
碳化硅磨料通常以石英、石油焦炭為主要原料。它們在備料工序中經(jīng)過機械加工,成為合適的粒度,然后按照化學(xué)計算,混合成為爐料。磨料調(diào)節(jié)爐料的透氣性,在配爐料時要加適量的木屑。制煉綠碳化硅時,爐料中還要加適量的鹽。
爐料裝在間歇式電阻爐內(nèi)。電阻爐兩端是端墻,近中心處有石墨電極。爐芯體即連于兩電極之間。爐芯周圍裝的是參加反應(yīng)的爐料,外部則是保溫料。包括黑碳化硅和綠碳化硅,其中:綠碳化硅是以石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石為主要原料作為添加劑,通過電阻爐高溫冶煉而成。制煉時,電爐供電,爐芯體溫度上升,達到2600~2700℃。電熱通過爐芯表面?zhèn)鹘o爐料,使之逐漸加熱,達到1450℃以上時,即發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成碳化硅,并逸出CO。
黑色碳化硅和綠色碳化硅的應(yīng)用也有所差別。黑碳化硅制成的磨具,多用于切割和研磨抗張強度低的材隊如玻璃、陶瓷、石料和耐火物氯同時也用于鑄鐵零件和有色金屬材料的磨削。碳化硅半導(dǎo)體能應(yīng)對“極端環(huán)境”,據(jù)稱,碳化硅晶片甚至可以經(jīng)受住金星或太陽附近的熱度。綠碳化硅制成的磨具,多用于硬質(zhì)合金、欽合金、光學(xué)玻璃的磨削,同時也用于缸缸的精磨。
碳化硅纖維正在一些國家組織生產(chǎn),可作為復(fù)合結(jié)構(gòu)材的組分。
由此可見,碳化硅是一種廣泛應(yīng)用的人造磨料和工程材料。國外某些廠商碳化硅生產(chǎn)的特點是多牌號和開展綜合科用,以適應(yīng)各部門應(yīng)用的需要,并可做到物盡其才,提高生產(chǎn)廠的經(jīng)濟效益.這一點很值得我們重視。目前我國各砂輪廠生產(chǎn)的碳化硅絕大部份是用作磨料,而冶煉爐中產(chǎn)生的大量二級品碳化硅沒有用武之地,只能用于回爐冶練,這是很不經(jīng)濟的。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種,都屬α-SiC。它會顯著降低爐的熱效率。