碳化硅(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。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石。 碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用最广泛、最经济的一种,可以称为金钢砂或耐火砂。 目前中国工业生产的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3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。
碳化硅原块产量将达到25万吨,碳化硅粉的产量为15万吨。碳化硅粉的产量在12万吨左右,用于光伏产业的碳化硅微粉用量达5万吨,占42%。碳化硅粉60%国内消耗,40%出口。出口主要是到日本。中国的供应占世界总量的80%以上。每年仅在太阳能电池基板的切割上用碳化硅微粉达3-5万吨/年,电子行业线切割用碳化硅微粉用量2万吨/年左右,研磨用微粉1万吨/年,碳化硅生产,加上碳化硅微粉在耐火材料及功能陶瓷等行业的使用,我国目前对于碳化硅微粉,每年将有3万吨左右的缺口。作为碳化硅微粉大的供应国,福建碳化硅,中国将提供更多的微粉满足市场需求。随着国际油价的上涨和世界各国对低碳经济的呼声,太阳能光伏产业在未来几年将获得突破性的进展。
1.中国碳化硅出口主要是碳化硅段砂、粒度砂和微粉,应用于研磨领域、冶金、耐火材料、工程陶瓷用原料。
2.研磨领域用碳化硅,用于各种磨削工具,如砂轮、砂布、砂纸各种研磨料,在机械、航空航天、汽车、高速铁路、木材、皮革加工等行业
3.研磨领域用碳化硅精细微粉是光伏产业、半导体及压电晶体产业生产晶硅片的主要切割材料。
4.碳化硅在冶金领域主要用于还原脱氧剂。
耐火材料和耐腐蚀材料---主要因为碳化硅具有高熔点(分解温度)、化学惰性和抗热振性,所以碳化硅能用于磨具、陶瓷制品烧成窑炉中用棚板和匣钵、炼锌工业竖缸蒸馏炉用碳化硅砖、铝电解槽衬、坩锅、小件炉材等多种碳化硅陶瓷制品。
化工用途--因为碳化硅可在溶融钢水中分解并和钢水中游离氧、金属氧化物反应生成含硅炉渣。所以它可作为冶炼钢铁净化剂,即用作炼钢脱氧剂和铸铁组织改良剂。这一般使用低纯度碳化硅,以降低成本。同时还可以作为制造sicl4原料。
碳化硅的应用:
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。碳化硅粗料已能大量供应,不能算高新技术产品,而技术含量极高 的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。
1.作为磨料,可用来做磨具,如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。
2.作为冶金脱氧剂和耐高温材料。
3.高纯度的单晶,可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。
主要用途:用于3—12英寸单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体等线切割。太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业工程性加工材料。
用于半导体、避雷针、电路元件、高温应用、紫外光侦检器、结构材料、天文、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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1.碳化硅在铸造行业中可以增硅增碳,因为碳化硅是复合型元素,应用起来比较方便。当碳化硅中的碳元素高于23%的时候,可以使铸件增碳。
2.碳化硅在铸造行业中也可以起到脱氧的作用。
3.碳化硅在铸件中也可以起到孕育作用,市场中应用的碳化硅颗粒一般都是低品位碳化硅,含量在50-60%之间,可以与硅铁一块使用或者单独使用。记住不能加入过多。
4.使用碳化硅可以使铸件性能稳定,使用管理都比较方便。
磨料磨具:
主要用于制作砂轮、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的研磨、抛光等。
化工:
可用做炼钢的脱氧剂和铸铁组织的改良剂,可用做制造四氯化硅的原料,是硅树脂工业的主要原料。碳化硅脱氧剂是一种新型的强复合脱氧剂,取代了传统的硅粉碳粉进行脱氧,和原工艺相比各项理化性能更加稳定,脱氧效果好,使脱氧时间缩短,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,改善劳动条件,提高电炉的综合经济效益都具有重要价值。
“三耐”材料:
利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性,碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。
另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等;用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等高级碳化硅陶瓷材料;还可以制做火箭喷管、燃气轮机叶片等。此外,碳化硅也是高速公路、航空飞机跑道太阳能热水器等的理想材料之一。
有色金属:
利用碳化硅具有耐高温,强度大,导热性能良好,抗冲击,作高温间接加热材料,如坚罐蒸馏炉,精馏炉塔盘,铝电解槽,铜熔化炉内衬,锌粉炉用弧型板,热电偶保护管等。、钢铁:
利用碳化硅的耐腐蚀,抗热冲击耐磨损,导热好的特点,用于大型高炉内衬提高了使用寿命。
冶金选矿:
碳化硅硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,是耐磨管道、叶轮、泵室、旋流器、矿斗内衬的理想材料,其耐磨性能是铸铁.橡胶使用寿命的5--20倍&def也是航空飞行跑道的理想材料之一。
建材陶瓷砂轮工业:
利用其导热系数、热辐射、高热强度大的特性,制造薄板窑具,不仅能减少窑具容量,还提高了窑炉的装容量和产品质量,缩短了生产周期,是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料。
节能:
利用良好的导热和热稳定性,作热交换器,燃耗减少20%,节约燃料35%,使生产率提高20-30%,特别是矿山选厂用排放输送管道的内放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍。
磨料粒度及其组成按GB/T2477--83。磨料粒度组成测定方法按GB/T2481--83。
珠宝:
合成碳化硅(Synthetic Moissanite)又名合成莫桑石、合成碳硅石(化学成分SiC),色散0.104比钻石(0.044)大,折射率2.65-2.69(钻石2.42),具有与钻石相同的金刚光泽。