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新材料概论期末论文---李亚锦-2021足球欧洲杯-5

时间:2021-11-03 14:42 作者:admin 点击:

  新材料概论期末论文---李亚锦--5碳化硅陶瓷的认识李亚锦摘要碳化硅Sic是碳硅元素以共价健结合形成的具有金刚石结构的一种晶体物质硬度高耐高温耐腐蚀热导率高宽带隙以及电子迁移率高广泛应用于磨料冶金和高温承载件本文重点介绍碳化硅在陶瓷行业的制备及应用关键词碳化硅陶瓷制备方法性能用途一概述自从美国人阿奇逊在1891年偶然发现Sic材料以来Sic已成为人们广为利用的非氧化物陶瓷材料碳SicSiliconCarbide材料有许多优异的性能如硬度高耐磨削耐高温耐氧化耐腐蚀高热导率高化学稳定性宽带隙以及高电子迁移率等被作为磨料耐火材料电热元件黑色有色金属冶炼等应用的原料其

  碳化硅陶瓷的认识李亚锦摘要碳化硅Sic是碳硅元素以共价健结合形成的具有金刚石结构的一种晶体物质硬度高耐高温耐腐蚀热导率高宽带隙以及电子迁移率高广泛应用于磨料冶金和高温承载件本文重点介绍碳化硅在陶瓷行业的制备及应用关键词碳化硅陶瓷制备方法二重积分的计算方法84消毒液的配比方法愚人节整人方法现金流量表编制方法数列求和的七种方法性能用途一概述自从美国人阿奇逊在1891年偶然发现Sic材料以来Sic已成为人们广为利用的非氧化物陶瓷材料碳SicSiliconCarbide材料有许多优异的性能如硬度高耐磨削耐高温耐氧化耐腐蚀高热导率高化学稳定性宽带隙以及高电子迁移率等被作为磨料耐火材料电热元件黑色有色金属冶炼等应用的原料其中磨料冶金和高温承载件是目前碳化硅的主要应用领域现在又被应用于机械工程中的结构件和化学工程中的密封件等并且在腐蚀磨蚀和高温以及航天等极端条件下具有非常优越的性能目前世界Sic总产量约150万吨年中国产量最大约占30左右中国Sic生产企业主要集中在宁夏青海四川甘肃山东等地二碳化硅的晶体结构Sic是以共价健为主的共价化合物由于碳与硅两元素在形成Sic晶体时Sic原子中S→P电子的迁移导致能量稳定的SP3杂化排列从而形成具有金刚石结构的Sic因此它的基本单元是四面体所有Sic均由Sic四面体堆积而成所不同的只是平行结合或反平行结合Sic有75种变体如A-SicB-Sic3C-Sic4H-Sic15R-Sic等所有这些结构可分为立方晶系六方晶系和菱形晶系其中A-SicB-Sic最为常见A-Sic是高温稳定型Basic是低温稳定型B-Sic在2100~2400℃可转变为A-SicB-Sic可在1450℃左右温度下由简单的硅和碳混合物制得利用透射电子显微镜和X-射线衍射技术可对Sic显微体进行多型体分析和定量测定三碳化硅的性能Sic以其高硬度高磨削能力耐高温1500℃以上耐氧化高耐蚀而引人注目高的热传导率和低热膨胀率赋予了这种材料非常好的抗热震稳定性由于各种不同产品的显微结构粒度气孔率和化学组成不同因此其性能亦有所不同R-Sic比K-Sic材料坚固得多然而其高残余气孔率使其机械强度受到限制反应烧结Si-Sic也比较坚实但仅限于1400℃以下由于其价格高HP-Sic材料仅用于必须要求高强度的场合由于助烧结剂含量低或不含助烧结剂因而在抗蠕变方面SHPHIP等材料较之所有的陶瓷材料具有明显的优点Sic的突出特点之一是耐化学腐蚀性这是由于Si对氧具有高的亲合力之故硅与氧在含水介质中反应引起钝性如果使之经受热氧化生成氧化硅玻璃膜可以防止进一步氧化外层的物料迁移只通过非离子氧化而进行同时也会为挥发的氧化副产物和CO的反扩散所阻止即使在1500℃下纯Sic的抗氧化能力也比当今最好的超级合金在其最

  高使用温度1200℃下的抗氧化能力高一倍四碳化硅原料的制备41碳化硅粉料的制备Sic是在陨石中发现的在自然界中几乎不存在因此工业上应用的Sic粉末都是热工合成的碳化硅工业生产的主要方法是用石英砂SiO2加焦炭C直接通电还原在电阻炉中温度通常为1900℃以上此时所发生的化学反应为SiO23CSic2CO在工业生产中用于合成Sic的石英砂和焦炭通常含有Al和Fe等金属杂质其中杂质含量少的呈绿色被称为绿色碳化硅杂质含量多的呈黑色被称为黑色碳化硅一般碳化硅含量愈高颜色愈浅高纯碳化硅应为无色42碳化硅陶瓷的制备Sic很难烧结其晶界能与表入党积极分子考察表目数与毫米对照表教师职称级别一览表员工考核评分表普通年金现值系数表面能之比很高同时Sic烧结时扩散速率很低它表面的氧化膜也起扩散势垒的作用因此Sic需借助添加剂压力或渗硅反应才能获得致密材料421陶瓷结合SicK-SicSic粉料的粗粒部分与粘土相结合利用普通陶瓷方法成形然后在1400℃左右温度下烧成烧过的粘土将Sic颗粒结合在一起虽然颗粒仅是松结合但对很多用途来说如耐火材料砂轮等已足够了在N2气氛下通空气或不通空气煅烧Sic颗粒和游离硅的混合物可以生产出具有高温强度的氨化硅结合或氮氧化硅结合Sic产品422再结晶SicR-Sic利用泥浆浇注法制成坯体密度很高的Sic成型件坯体在隔绝空气条件下用电炉在高达2500℃温度下烧成在2100℃以上温度下产生蒸发和凝聚作用形成无收编自结合结构烧前和最终密度保持不变在晶体之间形成固态Sic结合这种R-Sic的Sic含量可达到100密度可达26gcm3气孔率约为20423反应烧结结合SicRB-Sic反应烧结Sic又称自结合Sic可由SicC和含C结合剂按一定比例混合制成坯体用常规陶瓷成型技术成型如干压泥浆浇注挤压等然后加热到1650℃左右同时熔渗液态硅或气相硅并使之与碳元素发生反应将Sic颗粒结合起来如果允许完全渗硅可以获得无孔密实体Si-Sic硅渗透也被用于填充再结晶Sic渗透Sic中的游离Si含量通常在10~15之间一种新的RB-Sic致密材料全部Sic含量均在烧结反应中通过化学合成正在发展中这种材料先由致密细粒碳制成坯体气孔被液态硅填充并生成Sic424无压力烧结SicS-Sic70年代初期无压力烧结Sic达到超过理论密度95的密度成为可能原料用亚微级的Sic粉料同时加入2的碳和硼也可用Al及其化合物或Be及其化合物代替B及其化合物这种方法是生产致密和复杂的纯Sic制件的廉价方法根据要求的形状将粉料压成坯体烧结是在惰性气氛中或线℃左右温度之间进行的在烧结过程中发生Sic晶型转化和晶粒生长其程度取决于类型烧结添加剂数量和烧结温度425热压烧结SicHP-Sic用HP法制成的致密Si

  c部件具有最佳机械性能在纯Sic粉料中添加少量助烧结剂制成坯体在一定的热压条件下使坯体达到致密烧结这种方法需耗费大量的能源和模料因此一般只用于生产简单形状不复杂的小型件精密制件通过机械加工生产热等静压法HIP目前也正在探索发展中它是一种新的HP法通过在真空密封箱内将Sic粉料或Sic预制件热压到密度恰好等于理论密度且具有均匀的细粒显微结构就可以生产出高纯Sic制品来因为具有比HP法高20MPa的等静压因而不需要助烧结剂将无压力烧结Sic再进行热压烧结使Sic型件的密度达到理论密度的99以上这种新工艺叫做热等静压烧结的致密HIPS-SicHP-Sic是目前获得最佳机械性能的合适方法五用途碳化硅是典型的多晶型化合物按大类来分有α-碳化硅和β-碳化硅两种α-碳化硅做为磨料有黑绿两种品种β-碳化硅是制备碳化硅类陶瓷的主要原料  碳化硅的用途十分广泛如冶金机械化工建材轻工电子发热体磨料可作为冶金工业的净化剂脱氧剂和改良剂在机械加工方面可作为合成硬质合金刀具加工后的硅碳板可作为耐火材料用于陶瓷烧制的棚板通过精加工后生产的微粉可用于高科技电子元器件和远红外线辐射材料的涂料高纯度精微粉可供国防工业航空航天器皿的涂层对国际国内各经济领域的用途十分广阔  碳化硅半导体能应对极端环境据称碳化硅晶片甚至可以经受住金星或太阳附近的热度前期的研究表明即使在560摄氏度的高温中碳化硅晶片在没有冷却装置的情况下仍能正常运作碳化硅晶片在通讯领域具有广阔的运用前景能让高清晰电视发射器提供更清晰的信号和图像也可以用在喷气和汽车引擎中监测电机运转同时它还可运用于太空探索领域帮助核动力飞船执行更繁杂的任务法国物理学家预言在芯片制造领域碳化硅取代硅已为时不远  1磨料--主要因为碳化硅具有很高硬度化学稳定性和一定韧性所以碳化硅能用于制造固结磨具涂附磨具和自由研磨从而来加工玻璃陶瓷石材铸铁及某些非铁金属硬质合金钛合金高速钢刀具和砂轮等  2耐火材料和耐腐蚀材料---主要因为碳化硅具有高熔点分解温度化学惰性和抗热振性所以碳化硅能用于磨具陶瓷制品烧成窑炉中用棚板和匣钵炼锌工业竖缸蒸馏炉用碳化硅砖铝电解槽衬坩锅小件炉材等多种碳化硅陶瓷制品  3化工用途--因为碳化硅可在溶融钢水中分解并和钢水中游离氧金属氧化物反应生成一氧化碳和含硅炉渣所以它可作为冶炼钢铁净化剂即用作炼钢脱氧剂和铸铁组织改良剂这一般使用低纯度碳化硅以降低成本同时还可以作为制造四氯化硅原料4电工用途--用作加热元件非线性电阻元件和高温半导体材料加热元件如硅碳棒适用于1100~1500℃工作各种电炉非线性电阻元件各式避雷阀片5配制成远红外辐射涂料或制成碳化硅硅板用远红外辐射干燥器中

  碳化硅用途细分  1有色金属冶炼工业的应用利用碳化硅具有耐高温强度大导热性能良好抗冲击作高温间接加热材料如坚罐蒸馏炉精馏炉塔盘铝电解槽铜熔化炉内衬锌粉炉用弧型板热电偶保护管等2钢铁行业方面的应用利用碳化硅的耐腐蚀抗热冲击耐磨损导热好的特点用于大型高炉内衬提高了使用寿命3冶金选矿行业的应用碳化硅硬度仅次于金刚石具有较强的耐磨性能是耐磨管道叶轮泵室旋流器矿斗内衬的理想材料其耐磨性能是铸铁橡胶使用寿命的520倍也是航空飞行跑道的理想材料之一4建材陶瓷砂轮工业方面的应用利用其导热系数热辐射高热强度大的特性制造薄板窑具不仅能减少窑具容量还提高了窑炉的装容量和产品质量缩短了生产周期是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料5节能方面的应用利用良好的导热和热稳定性作热交换器燃耗减少20节约燃料35使生产率提高20-30特别是矿山选厂用排放输送管道的内放其耐磨程度是普通耐磨材料的67倍 磨料磨具用碳化硅国家标准篮球课程标准尘肺标准片党员活动室建设分级护理细化标准儿科分级护理标准磨料磨具用碳化硅GB2480-83本标准适用于制造磨具或作研磨材料等用的碳化硅技术条件1化学成份应符合下表规定 粒度范围 Sic不小于 游离碳不多于 Fe2O3不多于 黑碳化硅 12#-90# 985 02 06 100#-180# 98 03 08 220#-240# 97 03 12 绿碳化硅 20#-90# 99 02 02 100#-80# 985 025 05 220#-240# 975 025 07 W63-W20 97 03 07 W14-W10 955 03 07 W7-W5 94 03 07 2密度46#粒度代表号绿碳化硅不小于318克厘米3黑碳化硅不小于312克厘米3粒度组成应符合GB2477-83《磨料粒度及其组成》的规定4铁合金粒的允许含量30#及以粗的各号以不通过45#筛的铁合金粒为零36#至90#各号以下通过粒度检查时最低层筛号的铁合金粒为零100#及以细各号以不通过粒度筛检查时混合粒下层筛的铁合金为零5磁性物允许含量12#至240#的磁性物含量不大于020%          参考文献[1]碳化硅制备方法含量检测及应用指导手册2020年员工手册装饰公司员工手册广告公司员工手册员工手册员工手册范本北京中国科技出版社2006[2]秦成娟王新生碳化硅陶瓷的研究进展[J]山东陶瓷20064[3]赵淑丽郑瑞廷碳化硅生产企业面临的困境与对策探讨[J]陶瓷咸阳20062[4]宁淑帆刘晓霞Sic晶须制备方法及应用[J]西安石油大学学报20041[5]佘继红江东亮碳化硅陶瓷的发展与应用陶瓷工程1998333-11[6]易中周新材料概论碳化硅陶瓷[J]云南云南科技出版社20102[7]秦成娟王新生周文孝碳化硅陶瓷的研究进展山东陶瓷20064欧洲杯竞猜

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