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碳化硅是什么,有什么特性,在冶金行业有哪些用途

 北京金钢供应链 2023-10-07 发布于河南

碳化硅是一种无机物,化学式为SiC,是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。在大自然中,也存在罕见的碳化硅矿物,称为莫桑石。在工业上,碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.203.25,显微硬度为28403320kg/mm2

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碳化硅的化学性质

碳化硅是一种化合物材料,由硅(Si)和碳(C)组成,具有极高的熔点和硬度。碳化硅具有优异的电学、热学、机械学和化学性质,被广泛应用于高功率电子、光电子、车载电子、航空航天电子等领域。

以下是碳化硅的一些主要性质:

1.耐高温性能:碳化硅具有良好的高温稳定性和耐热性能,能够在高温环境中长期稳定地工作,可承受高达2700℃的高温。

2.高导热性:碳化硅具有很高的热导率,是铜的3-4倍,能够有效地散热。

3.抗腐蚀性:碳化硅具有很好的耐腐蚀性,能够在酸、碱、盐等多种化学介质中稳定工作。

4.高强度:碳化硅具有很高的强度和抗拉强度,是钢铁的5倍以上。

5.高刚性:碳化硅具有很高的刚性和弹性模量,能够很好地抵抗变形和变形。

6.带隙宽度:碳化硅的带隙宽度比硅大,通常为2.2-3.3电子伏特(eV),而硅的带隙宽度约为1.1 eV。

7.热导率:碳化硅的热导率比硅高,因此碳化硅的散热性能更好。

导电性:碳化硅的电子迁移率比硅高,能够更快地响应外部信号,因此具有更高的开关速度。

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碳化硅的主要用途

碳化硅是一种非常重要的高技术耐火原料,具有广泛的应用。以下是碳化硅的一些主要用途:

1.磨料磨具:主要用于制造砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏及光伏产品中单晶硅、多晶硅和电子行业的压电晶体等方面。

2.冶金领域:作为冶金脱氧剂和耐高温材料。

3.半导体行业:高纯度的单晶碳化硅可以用于制造半导体。

4.功能陶瓷、高级耐火材料:碳化硅也可以用于制造功能陶瓷和高级耐火材料。

5.光伏产业:利用碳化硅制作的器件可以有效转换太阳能。

6.其他领域:碳化硅还可以用于制造碳化硅纤维、避雷针、电路元件、低温使用、紫外光侦检器、结构材料、地理、碟刹、离合器、柴油微粒滤清器、细丝高温计、陶瓷薄膜、裁切工具、加热元件、核燃料、珠宝、钢、护具、触媒担体等领域。

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碳化硅用于炼钢工业有哪些用途

碳化硅在炼钢过程中可以用作一种新型的复合脱氧剂。相比传统的硅粉碳粉停止脱氧,碳化硅具有更稳定的理化性能、更快的脱氧速度、更短的脱氧时间,能够节约能源、提高炼钢效率、提高钢的质量、降低原辅材料消耗、减少环境污染,提高电炉的综合经济效益。

此外,碳化硅还可以提高原料的稳定性,减少磨机内厚度和球的体积,使磨机容积增加15%-30%。在铸造和炼钢工业中,碳化硅可以提高炉内温度,延长熔化时间,提高钢铁产量,起到增碳、脱氧、加硅、升温等作用。同时,碳化硅还可以作为硅铁的替代品使用,减少粉尘污染,降低成本,是一种新型的炼钢方式。

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碳化硅相比传统脱氧剂有哪些优势

1.稳定性好:碳化硅脱氧剂相比传统的硅粉、碳粉,各项理化性能更加稳定。

2.脱氧效果好:碳化硅的脱氧速度快、成渣早、还原气氛浓、泡沫非常丰富,能够很好地降低钢中的氧含量,达到钢液脱氧的目的。

3.提高元素吸收率:碳化硅还能有效地提高元素的吸收率。

4.降低成本:碳化硅可以代替价格较贵的传统脱氧剂硅铁粉和合金粉,降低炼钢成本。

5.提高钢的质量:使用碳化硅脱氧剂可以提高钢的质量,使钢水质量稳定,细化晶粒,清除钢水中有害杂质。

6.环保:使用碳化硅可以减少环境污染。

碳化硅脱氧剂在炼钢中其他方面的用途有好处

1.复合碳化硅脱氧剂能全部替代硅铁,可有效降低炼钢成本6-10元/吨钢。

2.如果用于电炉炼钢还原剂,每吨钢成本降低5-13元,电耗减少10-40度。

3.碳化硅元素氧化时发生的热能,可增加电的使用量,使操作时间延长。

4.在消费锰钢、铬钢的进程中,可增加锰、铬的损耗。

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