碳化硅微粉的制作工藝
碳化硅微粉因其很大的硬度而成為一種重要的磨料,但其應(yīng)用范圍卻超過一般的磨料。例如,它所具有的耐高溫性、導(dǎo)熱性而成為隧道窯或梭式窯的首選窯具材料之一,它所具有的導(dǎo)電性使其成為一種重要的電加熱元件等。
制備SiC制品首先要制備SiC冶煉塊[或稱:SiC顆粒料,因含有C且超硬,因此SiC顆粒料曾被稱為:金剛砂。但要注意:它與天然金剛砂(也稱:石榴子石)的成分不同。在工業(yè)生產(chǎn)中,SiC冶煉塊通常以石英、石油焦等為原料,輔助回收料、乏料,經(jīng)過粉磨等工序調(diào)配成為配比合理與粒度合適的爐料(為了調(diào)節(jié)爐料的透氣性需要加入適量的木屑,制備綠碳化硅微粉時還要添加適量食鹽)經(jīng)高溫制備而成。
高溫制備SiC冶煉塊的熱工設(shè)備是專用的
碳化硅微粉電爐,其結(jié)構(gòu)由爐底、內(nèi)面鑲有電極的端墻、可卸式側(cè)墻、爐心體(全稱為:電爐中心的通電發(fā)熱體,一般用石墨粉或石油焦炭按一定的形狀與尺寸安裝在爐料中心,一般為圓形或矩形。其兩端與電極相連)等組成。該電爐所用的燒成方法俗稱:埋粉燒成。
它一通電即為加熱開始,爐心體溫度約2500℃,甚至更高(2600~2700℃),爐料達到1450℃時開始合成SiC(但SiC主要是在≥1800℃時形成),且放出co。然而,≥2600℃時SiC會分解,但分解出的si又會與爐料中的C生成SiC。每組電爐配備一組變壓器,但生產(chǎn)時只對單一電爐供電,以便根據(jù)電負荷特性調(diào)節(jié)電壓來基本上保持恒功率,大功率電爐要加熱約24 h,停電后生成SiC的反應(yīng)基本結(jié)束,再經(jīng)過一段時間的冷卻就可以拆除側(cè)墻,然后逐步取出爐料。