黑色和绿色碳化硅的生产工艺及不同用途的碳化硅磨料

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       黑色和绿色碳化硅的生产工艺及不同用途的碳化硅磨料,一般是以石英、石油焦为主要原料。他们在配料过程中经过机械加工,形成合适的粒度,然后根据化学计算,混合成炉料。研磨材料可调整炉料的透气性,在配料时应适当添加木屑。制制青碳化硅,炉内还应加入适量的盐。

       原料是装在间歇电阻炉中的。电炉的两端为端壁,靠近中心为石墨电极。炉的核心体连接在两电极之间。在芯部周围装入参与反应的炉料,外部装入保温材料。在电炉的驱动下,制炼过程中,炉芯温度升高,达2600~2700℃。电热量通过芯子的表面传递到炉料中,使其逐渐加热,达到1450℃以上,即发生化学反应,产生碳化硅,逸出一氧化碳。随时间推移,炉料的高温范围不断扩大,碳化硅的形成也在增加。熔炉中不断形成蒸发运动,结晶逐渐成熟,形成一个圆筒形的结晶筒。由于受到高温影响,结晶筒的内壁在2600℃以上开始分解。裂解硅再次与炉料中的碳结合,形成新的碳化硅。在炉子自给料初期,电热主要是用来加热炉料,而用来形成碳化硅的热量则较少。在供电期内,碳化硅形成过程中消耗的热量比例较大。在供电系统后期,热损失占了大部分。通过调节电源功率和时间之间的关系,选择最佳的断电时间,以达到最佳的电热利用率。高功率电阻炉一般选择送电24小时左右,以便于安排工作。根据这些结果,调整电炉功率和炉体规格之间的关系。

       在电阻炉送电过程中,除形成碳化硅这一基本反应外,炉料中的各种杂质还会发生一系列的物理化学变化和位移。盐也一样。在冶炼过程中炉料不断减少,炉料表面变形沉降。由该反应生成的一氧化碳会扩散到空气中,成为污染周围环境的有害物质。

       断电之后,反应过程基本停止。但是因为炉子很大,储存热量也很多,暂时冷却不了,炉温还不足以引起化学反应,所以,炉表面仍然有少量的一氧化碳泄漏。在大功率电炉中,连续的剩余反应时间可达3~4小时。这个时候的反应要比送电时小得多。但是由于当时炉面温度降低,一氧化碳燃烧得不够彻底。在劳动保障方面,仍然应该给予足够的重视。

       断电后经过一段时间冷却,即可拆下炉壁,然后逐步将炉壁中的各种物料取出。

       黑色碳化硅为黑色,易碎,锋利,并具有良好的导热导电性能。碳化硅的莫氏硬度为9.2,威氏显微密硬度为3000-3300 kg/mm2,努普硬度2670-2815 kg/mm,显微硬度3300 kg/mm3。其磨料的硬度高于刚玉,仅次于钻石、立方氮化硼和碳化硼。通常认为密度为3.20 g/mm3,其天然堆积密度为1.2~1.6 g/mm3,比重为3.20~3.25。以石油焦和优质硅石为主要原料,加入盐作为添加剂,经电阻炉高温熔炼而成。黑碳化硅的纯度、硬度、脆性略低于绿碳化硅。

       应用范围:太阳能硅片,半导体硅片,石英晶片的切削研磨;固结磨具和涂覆磨具的制造;石材的研磨抛光;用来加工低抗张强度的金属和非金属材料,例如灰铸铁,铜,铝,石料,皮革,耐火工业等。




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