¿Qué es el carburo de silicio?
Natural
La fórmula molecular es SiC. Su dureza está entre el corindón y el diamante, y su resistencia mecánica es superior a la del corindón. Se utiliza como abrasivo y algunos otros materiales industriales. El carburo de silicio industrial se desarrolló con éxito en 1891 y fue el primer abrasivo artificial. Aunque hay pequeñas cantidades de carburo de silicio en los meteoritos y en la corteza terrestre, hasta el momento no se han encontrado fuentes minerales explotables. El carburo de silicio puro es un cristal incoloro y transparente. El carburo de silicio industrial aparece en amarillo claro, verde, azul o incluso negro debido a los diferentes tipos y contenidos de impurezas, y su transparencia varía con la pureza. La estructura cristalina del carburo de silicio se divide en α-SiC hexagonal o rómbico y β-SiC cúbico (llamado carburo de silicio cúbico). Debido al diferente orden de empaquetamiento de los átomos de carbono y silicio en su estructura cristalina, el α-SiC forma muchas variantes diferentes, de las cuales se han descubierto más de 70 hasta ahora. Por encima de 2100°C, el β-SiC se transforma en α-SiC.
El método de producción industrial del carburo de silicio consiste en utilizar arena de cuarzo de alta calidad y coque de petróleo para refinarlo en un horno de resistencia. Los bloques de carburo de silicio fundidos se convierten en productos de diversos tamaños de partículas mediante trituración, lavado con ácidos y álcalis, separación magnética, cribado o separación de agua. Hay dos variedades básicas de carburo de silicio de uso común, el carburo de silicio negro y el carburo de silicio verde, los cuales pertenecen al α-SiC. ① El carburo de silicio negro contiene aproximadamente 98,5 SiC y tiene mayor tenacidad que el carburo de silicio verde. Se utiliza principalmente para procesar materiales con baja resistencia a la tracción, como vidrio, cerámica, piedra, materiales refractarios, hierro fundido, metales no ferrosos, etc. ② El carburo de silicio verde contiene SiC99 o más y tiene buenas propiedades de autoafilado. Se utiliza principalmente para procesar carburo cementado, aleaciones de titanio, vidrio óptico, bruñir camisas de cilindros y rectificar herramientas de corte de acero de alta velocidad. También hay carburo de silicio cúbico, un cristal de color amarillo verdoso preparado mediante un proceso especial. Las herramientas abrasivas utilizadas para la producción son adecuadas para el mecanizado de rodamientos de ultraprecisión y la rugosidad de la superficie se puede procesar desde Ra32 ~ 0,16 micrones hasta Ra0,04 ~ 0,02 micrones al mismo tiempo. El carburo de silicio tiene muchos otros usos además de abrasivos debido a sus propiedades químicas estables, alta conductividad térmica, pequeño coeficiente de expansión térmica y buena resistencia al desgaste. Si se utiliza un proceso especial para recubrir la pared interior del impulsor o cilindro de la turbina con polvo de carburo de silicio, se puede mejorar su resistencia al desgaste y su vida útil se puede extender de 1 a 2 veces. Los materiales refractarios avanzados fabricados con él son térmicos; Resistente a golpes, de tamaño pequeño y ligero, de alta resistencia y buen efecto de ahorro de energía. El carburo de silicio de baja calidad (que contiene aproximadamente SiC 85) es un excelente desoxidante que puede acelerar la fabricación de acero, controlar la composición química y mejorar la calidad del acero. Además, el carburo de silicio también se utiliza ampliamente en la fabricación de varillas de carburo de silicio para elementos calefactores eléctricos. El carburo de silicio tiene gran dureza y excelente conductividad térmica. Es un semiconductor que resiste la oxidación a altas temperaturas.
Propósito de editar este párrafo
(1) Se pueden utilizar como abrasivos, como muelas, piedras de afilar, cabezales de pulido, baldosas de arena, etc. (2) Como desoxidante metalúrgico y material resistente a altas temperaturas. El carburo de silicio tiene cuatro áreas de aplicación principales, a saber: cerámica funcional, materiales refractarios avanzados, abrasivos y materias primas metalúrgicas. En la actualidad, el carburo de silicio bruto se puede suministrar en grandes cantidades. No es un producto de alta tecnología. La aplicación de polvo de nanocarburo de silicio con alto contenido técnico no puede generar economías de escala en poco tiempo. (3) Los monocristales de alta pureza se pueden utilizar para fabricar semiconductores y fibras de carburo de silicio. Usos principales: Se utiliza para cortar alambres de silicio monocristalino de 3 a 12 pulgadas, silicio policristalino, arseniuro de potasio, cristales estacionales, etc. Materiales de procesamiento de ingeniería para la industria solar fotovoltaica, la industria de semiconductores y la industria de cristales piezoeléctricos.
Abrasivos
Utilizados principalmente en productos fotovoltaicos para muelas abrasivas, papel de lija, bandas abrasivas, piedras de afilar, bloques abrasivos, cabezales abrasivos, pasta abrasiva, silicio monocristalino, silicio policristalino y la industria electrónica. y pulido de cristales piezoeléctricos.
Industria química
Se puede utilizar como desoxidante para la fabricación de acero y mejorador de la estructura del hierro fundido. También se puede utilizar como materia prima para la fabricación de tetracloruro de silicio, que es un. Silicio orgánico. Principal materia prima para la industria de la resina. El desoxidante de carburo de silicio es un nuevo tipo de desoxidante compuesto potente que reemplaza el polvo de silicio y el polvo de carbón tradicionales para la desoxidación. En comparación con el proceso original, las propiedades físicas y químicas son más estables, el efecto de desoxidación es bueno, el tiempo de desoxidación se acorta, se ahorra energía, se mejora la eficiencia de la fabricación de acero, se mejora la calidad del acero y se mejora el consumo de materias primas y auxiliares. Se reduce, se reduce la contaminación ambiental y se mejoran las condiciones laborales, mejorando los beneficios económicos integrales del horno eléctrico.
Materiales resistentes al desgaste, al fuego y a la corrosión
El carburo de silicio tiene las características de resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas, alta resistencia, buena conductividad térmica y resistencia al impacto. Por un lado, el carburo de silicio se puede utilizar en diversos revestimientos de hornos de fundición, componentes de hornos de alta temperatura, placas de carburo de silicio, revestimientos, soportes, hundimientos, crisoles de carburo de silicio, etc. Por otro lado, se puede utilizar como material de calentamiento indirecto de alta temperatura en la industria de fundición de metales no ferrosos, como hornos de destilación de tanques verticales, bandejas de hornos de destilación, celdas electrolíticas de aluminio, revestimientos de hornos de fundición de cobre, placas de arco para polvo de zinc. hornos, tubos de protección de termopares, etc. Se utiliza para fabricar materiales cerámicos de carburo de silicio avanzados que son resistentes al desgaste, a la corrosión y a las altas temperaturas. También se puede utilizar para fabricar boquillas de cohetes y palas de turbinas de gas. Además, el carburo de silicio también es uno de los materiales ideales para calentadores de agua solares en carreteras y pistas de aterrizaje.
Metales no ferrosos
Utilizando la resistencia a altas temperaturas del carburo de silicio; Def fuerte; Def teniendo buena conductividad térmica; Def como material de calentamiento indirecto; como horno de retorta; bandeja de destilación de Def; electrolizador de aluminio; revestimiento del horno de fusión de cobre Def; placa de arco del horno de polvo de zinc y tubo de protección de termopar Def, etc.
Acero
Utiliza la resistencia a la corrosión del carburo de silicio; Def es resistente al choque térmico y al desgaste; Def tiene buena conductividad térmica. Def se utiliza en revestimientos de altos hornos para aumentar la vida útil; .
Procesamiento de minerales metalúrgicos
La dureza del carburo de silicio es superada solo por el diamante; Def tiene una fuerte resistencia al desgaste; Def es un impulsor, cámara de combustión y separación ciclónica de Def; Material ideal para el revestimiento de cangilones def ore. La resistencia al desgaste del def es de 5 a 20 veces mayor que la del hierro fundido y el caucho. Def es también uno de los materiales ideales para pistas de aviación.
Industria de muelas abrasivas de cerámica para materiales de construcción
Utilizando su conductividad térmica y radiación térmica; la alta intensidad térmica de Def; Def para fabricar muebles de horno de placas no solo puede reducir la capacidad del horno; muebles Def también mejora la capacidad de carga del horno y la calidad del producto Def acorta el ciclo de producción Def es una materia prima indirecta ideal para la cocción y sinterización de esmaltes cerámicos.
Ahorro de energía
Utiliza buena conductividad térmica y estabilidad térmica; Def actúa como un intercambiador de calor; Def reduce el consumo de combustible en un 20%; Def aumenta la productividad en un 35%; 20-30%;Def, especialmente la disposición interna de las tuberías de descarga en concentradores de minas; la resistencia al desgaste de def es 6-7 veces mayor que la de los materiales ordinarios resistentes al desgaste. ②El tamaño y la composición de las partículas abrasivas cumplen con GB/T 2477-83. El método de determinación de la composición del tamaño de partículas abrasivas es GB/T 2481-83.
Joyería
El carburo de silicio sintético, también conocido como moissanita sintética y moissanita sintética (composición química SiC), tiene una dispersión 0,104 mayor que la del diamante (0,044) y un índice de refracción de 2,65- 2,69 (2,42) de diamante, tiene el mismo brillo de diamante y un "fuego" más fuerte, y está más cerca del diamante que cualquier imitación anterior. Es fabricado por C3 Company en Carolina del Norte, EE. UU. Tiene patentes para la producción de carburo de silicio sintético en varios países del mundo y está siendo promovido y aplicado en todo el mundo.