久鑫窯爐材料碳化硅窯具的分類及材料性能
發(fā)布日期：2020-10-26 類別:公司新聞 瀏覽量: 3347 times
久鑫窯爐材料碳化硅窯具的分類及材料性能
久鑫窯爐材料碳化硅窯具以其優(yōu)異的高溫機(jī)械性能，耐火性能以及抗熱震性能應(yīng)用于陶瓷窯中，可提高窯爐生產(chǎn)能力，大幅度降低能耗，并有效降低制品的變形，掉渣等燒成缺陷。作為窯具用的碳化硅材料都是多孔質(zhì)的，顯氣孔達(dá)15-20%，SiC窯具根據(jù)結(jié)合劑的不同，可分為粘土結(jié)合，氧化物結(jié)合、碳化硅結(jié)合和再結(jié)晶。
粘土結(jié)合SiC窯具制備工藝與普通耐火材料基本相同，將一定顆粒級配的碳化硅原料與耐火粘土混合后成形，經(jīng)1400-1500℃燒成即可得產(chǎn)品。這種窯具生產(chǎn)工藝簡單，價(jià)格也是各種碳化硅窯具中最便宜的，應(yīng)用較為廣泛。目前許多日用陶瓷廠和電瓷廠所使用的碳化硅棚板、坩堝和墊板就是這類材料。由于粘土在燒結(jié)時(shí)生成少量液相，材料的機(jī)械強(qiáng)度隨溫度升高而降低，因此，粘土結(jié)合的碳化硅窯具使用壽命和使用溫度都受到限制。
窯爐材料氧化物結(jié)合碳化硅的結(jié)合部分是由Al2O3/SiO2系統(tǒng)組成，包括從純SiO2到純Al2O3結(jié)合物的各種配比，制備工藝與粘土結(jié)合的類同，只是在成莆時(shí)需加入少量粘合劑以產(chǎn)生一定的生坯強(qiáng)度，在氧化氣氛中經(jīng)1400-1600℃燒成，燒成溫度和產(chǎn)品性能隨Al2O3含量的增加而提高，生產(chǎn)實(shí)踐中，為了兼顧成形工藝和產(chǎn)品使用性能，通常是塑性耐火粘土中加入一定氧化鋁，這樣所得的碳化硅制品的性能也介于兩者之間。窯爐材料Si2N4結(jié)合的碳化硅是在碳化硅原料中摻入一定量的硅，成形后在氮?dú)庵杏?500-1600℃燒結(jié)，在燒結(jié)過程中硅與氮反應(yīng)生成的Si2N4將碳化硅結(jié)合在一起，這種材料的性能與前兩種相比都有很大提高，且強(qiáng)度隨溫度升高而略有升高，用它來制作坩堝或棚板，厚度可降至6-8mm。
與上述碳化硅材料比較，再結(jié)晶碳化硅的碳化硅含量最高，可看作純窯爐材料碳化硅材料，它是將粗顆粒和細(xì)顆粒的碳化硅粉料及少量成形結(jié)合劑混合，用壓制或注漿法成形，在中頻或高頻感應(yīng)爐內(nèi)于2200-2500℃的高溫下燒成。碳化硅的再結(jié)晶是在無液相條件下，靠蒸發(fā)--凝聚傳質(zhì)機(jī)理來完成的。由于物質(zhì)表面的蒸汽壓與曲率半徑成反比，即顆粒越小，表面的飽和蒸汽壓越大，故小顆粒表面的蒸汽向蒸汽壓較小的大顆粒表面轉(zhuǎn)移并達(dá)到飽和而凝聚在大顆粒表面上。由于小顆粒越蒸發(fā)，表面曲率半徑越小，飽和蒸汽壓越大，又加速了小顆粒的蒸發(fā)；與此同時(shí)，大顆粒由于晶體長大，曲率半徑越來越大，而飽和蒸汽壓則越來越小，也加速了大顆粒表面的凝聚過程，最終小顆粒全部蒸發(fā)完畢，留下空隙，大顆粒則通過晶體長大而相互結(jié)合成一個(gè)牢固的整體。在再結(jié)晶過程中，制品不產(chǎn)生收縮，因此成形時(shí)的生坯密度決定了燒成后產(chǎn)品的密度和氣孔率。再結(jié)晶碳化硅的高溫機(jī)械強(qiáng)度極好，為普通粘土結(jié)合碳化硅的10倍甚至20倍以上，它使碳化硅材料的特性得到了充分發(fā)揮，是各類窯爐材料窯具材料中zui理想、zui有前途的材料。
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