久鑫窯爐材料碳化硅窯具的分類及材料性能
發布日期：2020-10-26 類別:公司新聞 瀏覽量: 3901 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異的高溫機械性能，耐火性能以及抗熱震性能應用于陶瓷窯中，可提高窯爐生產能力，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的，顯氣孔達15-20%，SiC窯具根據結合劑的不同，可分為粘土結合，氧化物結合、碳化硅結合和再結晶。
粘土結合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1400-1500℃燒成即可得產品。這種窯具生產工藝簡單，價格也是各種碳化硅窯具中最便宜的，應用較為廣泛。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。由于粘土在燒結時生成少量液相，材料的機械強度隨溫度升高而降低，因此，粘土結合的碳化硅窯具使用壽命和使用溫度都受到限制。
窯爐材料氧化物結合碳化硅的結合部分是由Al2O3/SiO2系統組成，包括從純SiO2到純Al2O3結合物的各種配比，制備工藝與粘土結合的類同，只是在成莆時需加入少量粘合劑以產生一定的生坯強度，在氧化氣氛中經1400-1600℃燒成，燒成溫度和產品性能隨Al2O3含量的增加而提高，生產實踐中，為了兼顧成形工藝和產品使用性能，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，成形后在氮氣中于1500-1600℃燒結，在燒結過程中硅與氮反應生成的Si2N4將碳化硅結合在一起，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，它是將粗顆粒和細顆粒的碳化硅粉料及少量成形結合劑混合，用壓制或注漿法成形，在中頻或高頻感應爐內于2200-2500℃的高溫下燒成。碳化硅的再結晶是在無液相條件下，靠蒸發--凝聚傳質機理來完成的。由于物質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移并達到飽和而凝聚在大顆粒表面上。由于小顆粒越蒸發，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；與此同時，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完畢，留下空隙，大顆粒則通過晶體長大而相互結合成一個牢固的整體。在再結晶過程中，制品不產生收縮，因此成形時的生坯密度決定了燒成后產品的密度和氣孔率。再結晶碳化硅的高溫機械強度極好，為普通粘土結合碳化硅的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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