Черный карбид кремния, также известный как черный карбид кремния, представляет собой тип материала на основе карбида кремния со следующими характеристиками и областями применения:
Характеристики
- Высокая твердость : его твердость находится между корундом и алмазом, с твердостью по Моосу около 9,5, уступая только алмазу. Он имеет превосходную износостойкость и может сохранять свою форму и остроту во время использования 1 3 .
- Высокая термостойкость : может сохранять хорошую стабильность при высоких температурах и имеет высокую температуру плавления и кипения. Подходит для использования в высокотемпературных средах и может противостоять эрозии высокотемпературных газов и расплавленных металлов.
- Хорошая химическая стабильность : он обладает высокой устойчивостью к кислотам, щелочам и другим химическим веществам и не подвержен коррозии. Он может сохранять свои характеристики и целостность в агрессивных химических средах.
- Высокая теплопроводность : обладает хорошей теплопроводностью и может быстро передавать тепло, что помогает рассеивать тепло в высокотемпературных приложениях и предотвращать локальный перегрев 2 3 4 .
- Низкий коэффициент теплового расширения : коэффициент теплового расширения мал, и изменение объема при изменении температуры невелико, что позволяет поддерживать хорошую размерную стабильность и не допускает образования трещин и деформаций.
Производственный процесс
В основном он производится из сырья, такого как кварцевый песок и нефтяной кокс, путем высокотемпературной плавки в электропечи сопротивления. Конкретный процесс выглядит следующим образом 5 :
- Подготовка сырья : в качестве основного сырья выбирают кварцевый песок высокой чистоты и нефтяной кокс, а также проводят предварительную обработку, такую как дробление и просеивание, чтобы гарантировать, что размер частиц и чистота сырья соответствуют требованиям.
- Смешивание : смешать предварительно обработанный кварцевый песок и нефтяной кокс в определенной пропорции и при необходимости добавить соответствующие добавки для повышения эффективности реакции и качества продукта.
- Высокотемпературная плавка : поместите смешанное сырье в электрическую печь сопротивления и нагрейте его до высокой температуры около 2000°C для плавки. В высокотемпературной среде происходит химическая реакция между кварцевым песком и нефтяным коксом с образованием карбида кремния.
- Последующая обработка : полученный блок карбида кремния подвергается дроблению, кислотно-щелочной промывке, магнитной сепарации, просеиванию и другим процессам для удаления примесей и получения продуктов из черного карбида кремния с различными размерами частиц.
Приложения
- Абразивные и шлифовальные инструменты：Широко используется в производстве абразивных инструментов, таких как шлифовальные круги, наждачная бумага, абразивные ленты и шлифовальные блоки. Может использоваться для шлифования, полирования и резки различных материалов, таких как металлы, керамика, стекло и камни 1 2 4 .
- Огнеупорные материалы : используются для изготовления огнеупорных кирпичей, тиглей, футеровки печей и других огнеупорных изделий, которые могут улучшить высокотемпературную стойкость и износостойкость печи, а также продлить срок ее службы.
- Область полупроводников : Это важный полупроводниковый материал, который может использоваться для производства мощных, высокочастотных и высокотемпературных полупроводниковых приборов, таких как транзисторы, диоды и тиристоры. Он обладает превосходными электрическими свойствами и может улучшить производительность и надежность полупроводниковых приборов.
- Аэрокосмическая и военная отрасли : благодаря высокой твердости, высокой термостойкости и хорошим механическим свойствам он используется в производстве деталей для аэрокосмической отрасли, таких как компоненты авиационных двигателей, обшивка крыльев и ракетные корпуса. Его также можно использовать для изготовления бронежилетов и брони транспортных средств для улучшения характеристик защиты.
- Химическая промышленность : может использоваться в качестве носителя катализатора или материала для изготовления сосудов для химических реакций, которые могут противостоять коррозии химических веществ и повышать эффективность и безопасность химических реакций.