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                    立方SiC(β-SiC)粉體的應用

                    文章出處:廣州先進陶瓷展網責任編輯:作者:CAC2022人氣:-發表時間:2022-06-13 17:11:00【

                    β-SiC粉體有很高的化學穩定性、高硬度、高熱導率、低熱膨脹系數、寬能帶隙、高電子漂移速度、高電子遷移率、特殊的電阻溫度特性等,因此具有抗磨、耐高溫、耐熱震、耐腐蝕、耐輻射、良好的半導體特性等優良性能,被廣泛應用于各行各業,例如:電子、信息、精密加工技術、軍工、航空航天、高級耐火材料、特種陶瓷材料、高級磨削材料和增強材料等領域。其應用范圍主要分為以下幾類:

                    01粉體原料

                    在高級結構陶瓷、功能陶瓷及高級耐火材料市場有著非常廣闊的應用前景。低溫下,β-SiC是一種亞穩定相,在1600℃左右即可發生β-SiC向α-SiC的相變,因此具有一定的燒結活性,一般SiC陶瓷在燒結過程中需要2200℃以上,加燒結助劑后仍需1950℃才可結晶,而β-SiC在1800℃即可以形成多晶體。

                    同時在β-SiC晶型轉換過程中,其體積也會發生變化,對陶瓷燒結致密性能起到良好的作用,從而增加碳化硅陶瓷強度,另外β-SiC向α-SiC轉變,可以形成棒狀晶粒,SiC陶瓷韌性也得到提高。在碳化硼陶瓷制品中加入β-SiC能夠降低燒結溫度的同時可以形成棒狀晶粒提高產品的韌性,從而使得碳化硼陶瓷性能大幅提高。

                    02磨拋材料

                    目前β-SiC主要用途之一就是作為研磨材料,β-SiC微粉由于化學性質穩定、硬度高、耐磨性能好等優點。作為一種游離磨料廣泛應用于多種硬脆材料的切片加工過程。尤其是近30年來,隨著科技的進步。以β-SiC微粉作為主要切削介質的游離磨料線切割技術在太陽能級硅片的加工領域應用日益完善。

                    另外β-SiC比白剛玉和α-SiC研磨效率高很多,而且能大幅提高產品光潔度。市場上用金剛石做研磨拋光材料較多,其價格是β-SiC的幾十倍甚至幾百倍;但β-SiC在眾多領域中的研磨效果不亞于金剛石,甚至在磨不銹鋼、硅片、玻璃的時候光潔度都優于金剛石,價格卻是金剛石的幾十分之一。

                    用白剛玉做的油石、研磨盤廣泛用于不銹鋼類研磨行業,其拋光性能相對較高,但產品使用壽命短;而利用β-SiC做成的研磨材料(油石、研磨盤等),具有光潔度高、磨削力強、壽命長的優勢。比如用白剛玉做的油石拋光軸承,用β-SiC做的油石替代后,光潔度能提高2-3個等級,產品壽命提高5-8倍,而且能大幅降低更換油石次數,從而減少勞動強度、提高生產效率。β-SiC做的研磨膏、研磨液、高精密砂布砂帶及超耐磨涂層也有著良好的應用前景。

                    03電子材料

                    作為半導性材料,β-SiC可制作成非線性電阻電子器件,比如浪涌吸收元件和滅磁電阻元件,其抗電壓性能比α-SiC高幾倍,添加β-SiC后的發電機抗電暈效果非常明顯。純度高的β-SiC可制成單晶SiC晶片,其優異的導電、導熱性能使其在軍工、航天、電子行業等高尖端領域用來替代電子級單晶硅和多晶硅。用β-SiC做的電子封裝材料、發熱器、熱交換器等具有高抗熱震性和良好的導熱性,產品性能大幅優于其他材料。

                    04增強劑

                    由于β-SiC具有金剛石結構,顆粒呈類球形,具有高耐磨耐腐蝕,高導熱,低熱膨脹系數等特點,使其在特殊涂層中有著良好的應用前景。各種海工機械、裝備及零部件在復雜的海洋環境中服役,受海水腐蝕、沖蝕磨損,微生物污損等多因素的交互作用,加速了其腐蝕磨損的進程,目前現有的防護技術仍難以滿足海洋環境下10年以上的長效防護要求,有機涂層,熱噴涂涂層等都已廣泛應用于海洋工程裝備的防護,但在傳統的制備技術下,涂層的潛在性能基本已挖掘殆盡,很難有大幅度提升,在這些涂料中加入納米SiC后,涂層的耐磨性、硬度也得到了顯著改善,提高了其在海洋復雜多因素耦合環境下的防護壽命。

                    另外將添加β-SiC的涂料涂覆到普通材料上,其耐磨壽命會大幅提高。鋁合金活塞在汽缸中大量往復運動,很容易磨損,涂覆β-SiC材料后能夠使活塞壽命提高30-50倍。高分子復合材料及金屬材料中加入β-SiC可以大大提高其導熱性、降低熱膨脹系數、增加耐磨性等,而且由于β-SiC的比重小,對材料結構重量不造成影響。高強度尼龍材料、特種工程塑料聚醚醚酮(PEEK)、橡膠輪胎、抗壓潤滑油等加入超細β-SiC微粉后,其性能提升非常明顯。

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