碳化矽製品的生產工藝、特性和用途

碳化物的特性和基本合成方法

碳化物材料熔點（昇華）最高，大都在3000℃以上，如TiC熔點3107℃，ZrC熔點3530℃。在較高溫度下，碳化物會氧化，但多數的抗氧化能力仍高於較高熔點的金屬，也高於石墨和碳。多數碳化物硬度高，有良好的導電和導熱性。部分碳化物效能見表8-6。碳化物基本合成方法有：金屬與碳粉直接化合法；碳還原法（金屬氧化物與碳反應）；金屬與含碳氣體反應。

碳化矽製品如何製造？

生產

碳化矽

製品，首先要有碳化矽原料。碳化矽的工業生產方法是將石英砂（56%）、煤焦（35%）、鋸末（7%）和食鹽（2%）混合在一起，在電阻爐中加熱到2200℃左右，食鹽的作用是除去石英砂和煤焦中的雜質，而鋸末的作用是產生氣孔，使生成的氣體容易逸出。電爐中間用石墨或碳顆粒堆積成柱狀電阻發熱體，所配原料緊密填充在發熱體四周。燒成的塊狀晶體經破碎，酸、鹼洗滌，然後磁選去除微量的鐵，乾燥即得碳化矽原料。

碳化矽製品可用反應燒結法制造。將粒度配比合適的α-SiC粉與膠體石墨在瓷球磨筒中均勻混合20h，加入結合劑羧甲基纖維素或聚乙烯醇的酒精溶液，在鋼模中成型，壓力為50〜70MPa。

素坯先於40℃下緩慢乾燥，再於100℃乾燥，然後進行燒結。在大氣壓力下碳管爐內，矽粉裝在石墨坩堝內，以產生矽蒸氣。矽粉顆粒為4。7〜1。0mm，矽化溫度在2000℃以上。如果在66。6Pa的真空爐中，矽粉需放入氮化硼坩堝裡，矽化溫度在1500〜1600℃。由於蒸發而附著在製品表面的矽可用熱的氫氧化鈉處理除去，即製得碳化矽製品。

碳化矽的特性和用途

碳化矽熔點高、比重低、莫氏硬度9。2，強度較高，熱震穩定性較好，不溶於水和酸，但能溶解在熔融鹼中。碳化矽在800〜1140℃之間的抗氧化能力差，因為此時生成的氧化膜（SiO2）較疏鬆，起不到充分保護作用。當溫度升高，達到1550℃時，其抗氧化效能變好。

碳化矽可用於製造磨料、磨具；用於製造矽碳棒、矽碳管等電阻發熱元件；用於製造噴氣飛機、燃氣輪機、火箭發動機尾噴管等，用於製造熔融金屬輸送管道、過濾器、坩堝等；更重要的是用於製造特種耐火材料製品，使用在侵蝕、磨損嚴重的部位。