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碳化硅陶瓷的应用领域

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楼主 发表于:2020-01-19 09:44:29
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碳化硅陶瓷是从20世纪60年代开始发展起来的,之前碳化硅主要用于机械磨削材料和耐火材料。世界各国对先进陶瓷的产业化十分重视,现在已经不仅仅满足于制备传统碳化硅陶瓷,生产高技术陶瓷的企业发展更快,尤其是在发达国家。

 

碳化硅主要有四大应用领域,即功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。

 

1.碳化硅陶瓷球

 

精密球是圆度仪、陀螺、轴承和精密测量中的重要元件,并常作为精密测量的基准,在精密设备和精密加工中具有十分重要的地位。精密球目前主要采用金属材料,但存在耐磨损性能较差、受温度影响变形较大等问题。而陶瓷球以其重量轻、硬度高、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、热膨胀系数小等优点,已广泛地应用于精密轴承等零部件中。

 

2.碳化硅磨料磨具

 

碳化硅的硬度很大,可制备成各种磨削用的砂轮、砂纸和磨料,主要用于机械加工行业。碳化硅的莫氏硬度为9.2~9.6,仅次于金刚石和碳化硼,是一种常用的磨料。

 

我国工业碳化硅主要作磨料用。碳化硅主要分为黑碳化硅和绿碳化硅两种。黑碳化硅相对绿碳化硅硬度较低,用来磨硬度较低的材料,如铸铁和非金属材料;绿碳化硅适合磨削硬质合金,光学玻璃、钛合金之类的东西。还有一种立方碳化硅专用于微型轴承的超精磨。

 

3.碳化硅基复合材料

 

近年来,世界技术先进的国家在连续纤维增强陶瓷基复合材料(CFCCS)应用研究方面进行了大量工作,已开发和应用了多种耐高温、高强度陶瓷纤维,如各种碳化硅纤维、碳纤维和氧化铝纤维。其中碳化硅基复合材料(SiC-CMC)以其高韧性、高强度和优异的抗氧化性能等在宇航领域的高温热结构方面得到了广泛的应用。

 

碳化硅增强SiC陶瓷复合材料还用于卫星反射镜胚体的制备,美、德等国都有研究。

 

4.其他方面应用

 

碳化硅陶瓷是制造密封环的理想材料,它与石墨材料组合配对时,其摩擦系数比氧化铝陶瓷和硬质合金小,具有良好的自润滑性能。

 

碳化硅陶瓷广泛用于防弹装甲中,如车辆、舰船的防护以及民用保险柜、运钞车的防护中。

 

用作喷嘴的陶瓷材料有多种,常用的是氧化铝、碳化硅和碳化硼陶瓷等。

 

结语

 

上述的都是碳化硅陶瓷在传统加工方面的应用,在扩展领域中的应用远远不止这些,在现代科技的应用前景十分广泛。

 

碳化硅陶瓷也是半导体材料,随着现代信息化的发展,Si器件已难以承受高温环境,除此之外,碳化硅陶瓷具有击穿场强高、热导率大、禁带宽度大、介电常数小等特性,所以其在光电器件、高温电子器件和高频大功率器件方面前景广阔。

 

参考来源

苏魁范等.复合碳化硅陶瓷过滤膜材料的制备及表征

柴威.碳化硅陶瓷的应用现状

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