
随着科技的进步,尤其是在能源和空间技术领域,材料必须具备耐高温、抗腐蚀和耐磨损等特性,以适应苛刻的工作环境。碳化硅陶瓷以其强抗氧化性、出色的耐磨性、高硬度、优异的热稳定性、高温强度、低热膨胀系数和高热导率,以及良好的抗热震和化学腐蚀能力,已成为尖端科学的重要组成部分,并受到广泛关注。它在石油化工、冶金机械、航空航天、微电子、汽车、钢铁等领域有着广泛的应用,并展现出其他特种陶瓷无法比拟的优点。
碳化硅陶瓷的常见应用包括:
1. 耐火材料:碳化硅被广泛用作耐火材料,其应用范围超过磨料。我国也在不断扩大这方面的应用。耐火材料中的黑色碳化硅通常分为三个等级:
- 高级耐火材料黑碳化硅:与磨料用黑色碳化硅的化学成分相同,主要用于制造高级碳化硅制品,如重结晶碳化硅制品、燃气轮机构件、喷嘴、氮化硅结合碳化硅制件、高炉高温区衬材、高温窑炉构件等。
- 二级耐火材料黑色碳化硅:含碳化硅量超过90%,主要用于制造能承受中等高温的窑炉构件,如马弗炉炉衬材料。
- 低品位耐火材料黑色碳化硅:碳化硅含量大于83%,主要用于出铁槽、铁水包等。
2. 军事应用:碳化硅陶瓷与其他材料结合用于火箭技术的燃烧室和喷嘴。例如,阿丽亚娜火箭的尾喷管已成功使用碳化硅基复合材料制造。
3. 电气和电工领域:利用碳化硅陶瓷的高热导性和良好的绝缘性,它们被用作大规模集成电路的基片和封装材料。碳化硅发热体是一种耐用且性能稳定的加热元件,适用于广泛的温度范围。
4. 耐磨及高温件:碳化硅陶瓷的高硬度、耐磨损和耐腐蚀性能使其成为新一代机械密封材料,应用于滑动轴承、耐腐蚀管道、阀片和风机叶片等。它们还用于制造高温热交换器、改进水轮机叶轮的耐磨性、托辊、砂泵和水力旋流器等。
这些应用展示了碳化硅陶瓷在现代工业中的关键作用,它们的性能优势使其成为许多高性能部件和材料的首选。