- 非氧化物工业陶瓷资料中运用最广的---碳化硅陶
碳化硅陶瓷对错氧化物陶瓷资料,不含任何的金属元素,由碳与硅元素结合而成,相似金刚石的粒子结构,所以是具有高强度,硬度以及耐高温耐腐蚀陶瓷。工业陶瓷也是归于非氧化物
碳化硅陶瓷对错氧化物陶瓷资料,不含任何的金属元素,由碳与硅元素结合而成,相似金刚石的粒子结构,所以是具有高强度,硬度以及耐高温耐腐蚀陶瓷。工业陶瓷也是归于非氧化物陶瓷中运用最广泛的陶瓷。
碳化硅陶瓷因其制备工艺不同,功能差异较大,应用范畴也各异,但首要是运用其耐高温、耐磨、耐腐蚀等特性,用作高温结构资料、耐火资料、机械密封用耐磨资料、抗酸碱的耐腐蚀资料和高温热交换资料等。碳化硅陶瓷依据结合剂或烧结助剂的品种可分为氧化物结合、氮化物结合、反响结合、液相烧结、固相烧结和再结晶等不一样,其功能和运用温度也差异较大。
首要以二氧化硅微粉为结合剂,与碳化硅颗粒外表的氧化层反响构成无定形二氧化硅,将碳化硅颗粒结合为全体,其烧成温度一般为1400-1450℃,可在氧化气氛下烧成。氧化物结合碳化硅陶瓷中碳化硅的质量分数约90%,室温抗弯强度为50-80MPa,因为结合剂为二氧化硅,在800℃以上强度开端下降,最高运用温度不超越1400℃,首要用作耐火资料、窑具资料、高温过滤资料等。
以碳化硅粉体为首要的组成原资料,参加一定量硅粉(一般不超越15%),充沛混合后在氮气气氛下烧结,在烧结过程中硅粉与氮气发生反响生成的氮化硅将碳化硅颗粒结合为全体而得到的。氮化物结合碳化硅陶瓷的抗弯强度为100-200MPa,1000℃时其强度开端下降。因为制品中残留有少数硅,最高运用温度不超越1500℃。
将碳化硅粉与一定量的碳粉混合均匀后在非氧化性气氛下进行液相渗硅(1400-1450℃),使液相硅与坯体中的碳反响生成碳化硅,将坯体中的碳化硅颗粒结合为全体而得到的。因为反响产品为碳化硅,且渗硅后降低了气孔率,反响结合碳化硅陶瓷的抗弯强度可达300-500MPa,但因为制品中会残留较多的硅,在1000℃时强度开端下降,其最高运用温度不超越1400℃
无压烧结碳化硅陶瓷是一种细密烧结资料,相对密度可达99%,弯强度为400-600MPa。制备办法有以氧化铝和氧化钇为烧结助剂的液相烧结和以硼和碳为烧结助剂的固相烧结。
液相烧结助剂的增加量为6%-12%,烧结温度在1800-2000℃之间;氧化铝和氧化钇物质的量比一般控制在5:3,以便在烧结过程中能构成钇铝石榴石(Y3Al5O12YAG)晶相,以进步其高温功能。固相烧结碳化硅陶瓷中硼和碳的增加量一般不超越2%,烧结温度为2150-2250℃,经过固相分散完成细密烧结。
因为烧结助剂用量少,且在烧结过程中不发生液相,因此固相烧结碳化硅陶瓷具有比较好的高温功能,其抗弯强度跟着温度的升高呈增大趋势,当温度到达1400℃今后才开端下降,该陶瓷可在1600℃下长期运用。
一种不增加任何烧结助剂的高纯度碳化硅资料,其纯度可达99.5%它经过将粒径为50-100mm的碳化硅粗颗粒和0.5-2mm的细颗粒按特别的份额混兼并参加成型助剂成型,然后在氩气气氛中于2300-2400℃高温下烧结而成。
RSiC在空气环境中最高运用温度可达1700℃,大范围的应用于高温窑具、喷嘴、太阳能热转换器、柴油车尾气净化设备及金属锻炼设备等对资料功能要求极为严苛的制品上。此外,因再结晶碳化硅陶瓷具有十分杰出的导热性及半导体性质,还在高温范畴作为热交换资料、焚烧元件等功能资料运用。