碳化硅陶瓷的應(yīng)用

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由于碳化硅陶瓷所具有的高硬度、高耐腐蝕性以及較高的高溫強度，使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應(yīng)用。主要有以下幾個方面：fficeffice" />

密封環(huán)碳化硅陶瓷的耐化學(xué)腐蝕性好、強度高、硬度高，耐磨性能好、摩擦系數(shù)小，且耐高溫，因而是制造密封環(huán)的理想材料。它與石墨材料組合配對時，其摩擦系數(shù)比氧化鋁陶瓷和硬質(zhì)合金小，因而可用于高PV值，特別是輸送強酸、強堿的工況中使用。
    SIC-1型碳化硅常壓燒結(jié)制品，具有密度高、硬度高、生產(chǎn)批量大、可生產(chǎn)復(fù)雜形狀制品的特點，適用于高性能的密封件中使用，特別是高 PV值及耐強酸、強堿的工況。而我公司生產(chǎn)的SIC-3型碳化硅陶瓷制品是含石墨的碳化硅材料。由于在碳化硅基體中含有大量的彌散細(xì)小的石墨顆粒，與其它材料配對使用時，其摩擦系數(shù)非常小，具有良好的自潤滑性能，特別適用于制作氣密封或有干摩擦工況的密封件中使用，從而使密封件的使用壽命及工作的可靠性提高。
　  研磨介質(zhì)（磨介）碳化硅陶瓷由于其高硬度的特點而廣泛用于耐磨機械零件中，特別是球磨機中的研磨介質(zhì)（磨介）。球磨機中所用的磨介對研磨效率有著重要的影響，其基本要求是硬度高、韌性好，以保證研磨效率高、摻雜少的要求。SIC-1型碳化硅陶瓷磨介適合于普通球磨機中使用，它具有硬度高、強度高、價格適中的特點。而SIC-2型碳化硅陶瓷磨介則由于強度高、韌性好，適合于振動球磨機和攪動球磨機中使用。合理地選擇磨介可保證你以最低的成本獲得較高的研磨效率和最少的摻雜。

材料硬度HV 比重 g/cm3 強度 MPa 韌性 摻雜 價格

碳鋼 900 7.9 450(抗拉強度）好 大 低

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玻璃 550 3.2 210 極差較大 低

氧化鋁 1900 3.9 450 一般 較少 一般

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氧化鋯 1700 5.9 900 較好 較少 較高

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氮化硅 1900 3.2 1100 較好 較少 較高

碳化硅 2300 3.2 620 一般 少 較高

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碳化硼 2800 2.5 410 較差 極少 高

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防彈板碳化硅陶瓷由于硬度高、比重小、彈道性能較好、價格較低，而廣泛用于防彈裝甲中，如車輛、艦船的防護以及民用保險柜、運鈔車的防護中。碳化硅陶瓷的彈道性能優(yōu)于氧化鋁陶瓷，約為碳化硼陶瓷的70-80%，但由于價格較低，特別適合用于用量大，且防護裝甲不能過厚、過重的場合。我公司生產(chǎn)的SIC-2型碳化硅陶瓷具有強度高、韌性好的特點，作為防彈裝甲材料，其抗多次打擊性能非常好，因而整體的防護效果優(yōu)于普通的碳化硅陶瓷，用于圓柱狀陶瓷體輕質(zhì)防護裝甲中時，其破碎點達到6.5噸以上，防護效果明顯優(yōu)于使用普通碳化硅陶瓷的圓柱狀陶瓷體的防護裝甲。

噴嘴用作噴嘴的陶瓷材料有多種，常用的是氧化鋁、碳化硅和碳化硼陶瓷等。氧化鋁陶瓷噴嘴的價格低，但由于硬度低，其耐磨性較差，多用于噴砂工作量不大的場合。
碳化硅陶瓷的使用壽命是氧化鋁陶瓷的３－５倍，與硬質(zhì)合金相當(dāng)，多用于硬質(zhì)合金的替代品，特別是在手持噴槍的工況中使用。SIC-２型碳化硅陶瓷的韌性好，可用于有沖擊和振動的噴砂的工況。下表是常用陶瓷噴砂嘴材料的基本特點。

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材料硬度 比重 g/cm3 耐磨性價格

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氧化鋁較高 3.9 一般一般

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碳化硅高 3.2 較高較高

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碳化硼很高 2.5 高高

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硬質(zhì)合金高 14.5 較高較高

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　　研磨盤研磨盤是半導(dǎo)體行業(yè)中超大規(guī)模集成電路用硅片生產(chǎn)的重要工藝裝備。通常使用的鑄鐵或碳鋼研磨盤其使用壽命低，熱膨脹系數(shù)大。在加工硅片過程中，特別是高速研磨或拋光時，由于研磨盤的磨損和熱變形，使硅片的平面度和平行度難以保證。采用碳化硅陶瓷的研磨盤由于硬度高研磨盤的磨損小，且熱膨脹系數(shù)與硅片基本相同因而可以高速研磨、拋光。特別是近幾年來的硅片尺寸越來越大，對硅片研磨的質(zhì)量和效率提出了更高的要求。碳化硅陶瓷研磨盤的使用將使硅片研磨的質(zhì)量和效率有很大的提高。同時碳化硅陶瓷研磨盤還可用于研磨、拋光其它材料的片狀或塊狀物體的平面。

　　磁力泵泵件隨著工業(yè)化的發(fā)展，特別是ISO14000國際標(biāo)準(zhǔn)的貫徹執(zhí)行，對不利于環(huán)境保護液體的輸運提出了更高的要求。磁力泵由于采用靜密封代替機械密封、填料密封等動密封，因而泄漏更小、可靠性更高、使用壽命更長。對于磁力泵一般要求免維護的時間為八年，即要求連續(xù)運轉(zhuǎn)八年不得拆卸，因而對磁力泵件的選材提出了極為苛刻的要求。如泵中的泵軸、止推盤、軸套等，必須耐磨損、耐腐蝕。而目前能滿足上述條件的材料只有碳化硅陶瓷最適合。我公司生產(chǎn)的SIC-1形陶瓷泵件其耐腐蝕性和耐磨損性能極佳。而SIC-2型陶瓷泵件則由于強度高、韌性好，可用于大功率、受力復(fù)雜的泵件中，但耐腐蝕性和耐磨損性能略差一些。

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　　高溫耐蝕部件碳化硅陶瓷最重要的特性之一是它的高溫強度，即在1600oC時強度基本不降低，且抗氧化性能非常好，因而可在高溫結(jié)構(gòu)件中使用。如高溫爐的頂板、支架，以及高溫實驗用的卡具等。

 

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碳化硅陶瓷的應(yīng)用    由于碳化硅陶瓷所具有的高硬度、高耐腐蝕性以及較高的高溫強度，使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應(yīng)用。主要有以下幾個方面：
密封環(huán)  碳化硅陶瓷的耐化學(xué)腐蝕性好、強度高、硬度高，耐磨性能好、摩擦系數(shù)小，且耐高溫，因而是制造密封環(huán)的理想材料。它與石墨材料組合配對時，其摩擦系數(shù)比氧化鋁陶瓷和硬質(zhì)合金小，因而可用于高PV值，特別是輸送強酸、強堿的工況中使用。我公司生產(chǎn)的SIC-1型碳化硅常壓燒結(jié)制品，具有密度高、硬度高、生產(chǎn)批量大、可生產(chǎn)復(fù)雜形狀制品的特點，適用于高性能的密封件中使用，特別是高 PV  值及耐強酸、強堿的工況。而我公司生產(chǎn)的SIC-3型碳化硅陶瓷制品是含石墨的碳化硅材料。由于在碳化硅基體中含有大量的彌散細(xì)小的石墨顆粒，與其它材料配對使用時，其摩擦系數(shù)非常小，具有良好的自潤滑性能，特別適用于制作氣密封或有干摩擦工況的密封件中使用，從而使密封件的使用壽命及工作的可靠性提高。
研磨介質(zhì)（磨介）  碳化硅陶瓷由于其高硬度的特點而廣泛用于耐磨機械零件中，特別是球磨機中的研磨介質(zhì)（磨介）。球磨機中所用的磨介對研磨效率有著重要的影響，其基本要求是硬度高、韌性好，以保證研磨效率高、摻雜少的要求。我公司生產(chǎn)的SIC-1型碳化硅陶瓷磨介適合于普通球磨機中使用，它具有硬度高、強度高、價格適中的特點。而SIC-2型碳化硅陶瓷磨介則由于強度高、韌性好，適合于振動球磨機和攪動球磨機中使用。合理地選擇磨介可保證你以最低的成本獲得較高的研磨效率和最少的摻雜。

材料	硬度HV	比重 g/cm3	強度 MPa	韌性	摻雜	價格
碳鋼	900	7.9	450(抗拉強度）	好	大	低
玻璃	550	3.2	210	極差	較大	低
氧化鋁	1900	3.9	450	一般	較少	一般
氧化鋯	1700	5.9	900	較好	較少	較高
氮化硅	1900	3.2	1100	較好	較少	較高
碳化硅	2300	3.2	620	一般	少	較高
碳化硼	2800	2.5	410	較差	極少	高

防彈板   碳化硅陶瓷由于硬度高、比重小、彈道性能較好、價格較低，而廣泛用于防彈裝甲中，如車輛、艦船的防護以及民用保險柜、運鈔車的防護中。碳化硅陶瓷的彈道性能優(yōu)于氧化鋁陶瓷，約為碳化硼陶瓷的70-80%，但由于價格較低，特別適合用于用量大，且防護裝甲不能過厚、過重的場合。我公司生產(chǎn)的SIC-2型碳化硅陶瓷具有強度高、韌性好的特點，作為防彈裝甲材料，其抗多次打擊性能非常好，因而整體的防護效果優(yōu)于普通的碳化硅陶瓷，用于圓柱狀陶瓷體輕質(zhì)防護裝甲中時，其破碎點達到6.5噸以上，防護效果明顯優(yōu)于使用普通碳化硅陶瓷的圓柱狀陶瓷體的防護裝甲。
1 E1 d) m; ^- |" P噴嘴  用作噴嘴的陶瓷材料有多種，常用的是氧化鋁、碳化硅和碳化硼陶瓷等。氧化鋁陶瓷噴嘴的價格低，但由于硬度低，其耐磨性較差，多用于噴砂工作量不大的場合。碳化硅陶瓷的使用壽命是氧化鋁陶瓷的３－５倍，與硬質(zhì)合金相當(dāng)，多用于硬質(zhì)合金的替代品，特別是在手持噴槍的工況中使用。我公司生產(chǎn)的SIC-２型碳化硅陶瓷的韌性好，可用于有沖擊和振動的噴砂的工況。下表是常用陶瓷噴砂嘴材料的基本特點。

材料	硬度	比重 g/cm3	耐磨性	價格
氧化鋁	較高	3.9	一般	一般
碳化硅	高	3.2	較高	較高
碳化硼	很高	2.5	高	高
硬質(zhì)合金	高	14.5	較高	較高

研磨盤  研磨盤是半導(dǎo)體行業(yè)中超大規(guī)模集成電路用硅片生產(chǎn)的重要工藝裝備。通常使用的鑄鐵或碳鋼研磨盤其使用壽命低，熱膨脹系數(shù)大。在加工硅片過程中，特別是高速研磨或拋光時，由于研磨盤的磨損和熱變形，使硅片的平面度和平行度難以保證。采用碳化硅陶瓷的研磨盤由于硬度高研磨盤的磨損小，且熱膨脹系數(shù)與硅片基本相同因而可以高速研磨、拋光。特別是近幾年來的硅片尺寸越來越大，對硅片研磨的質(zhì)量和效率提出了更高的要求。碳化硅陶瓷研磨盤的使用將使硅片研磨的質(zhì)量和效率有很大的提高。同時碳化硅陶瓷研磨盤還可用于研磨、拋光其它材料的片狀或塊狀物體的平面。
磁力泵泵件  隨著工業(yè)化的發(fā)展，特別是ISO14000國際標(biāo)準(zhǔn)的貫徹執(zhí)行，對不利于環(huán)境保護液體的輸運提出了更高的要求。磁力泵由于采用靜密封代替機械密封、填料密封等動密封，因而泄漏更小、可靠性更高、使用壽命更長。對于磁力泵一般要求免維護的時間為八年，即要求連續(xù)運轉(zhuǎn)八年不得拆卸，因而對磁力泵件的選材提出了極為苛刻的要求。如泵中的泵軸、止推盤、軸套等，必須耐磨損、耐腐蝕。而目前能滿足上述條件的材料只有碳化硅陶瓷最適合。我公司生產(chǎn)的SIC-1形陶瓷泵件其耐腐蝕性和耐磨損性能極佳。而SIC-2型陶瓷泵件則由于強度高、韌性好，可用于大功率、受力復(fù)雜的泵件中，但耐腐蝕性和耐磨損性能略差一些。
; i1 a; V* Y/ ]2 t1 X高溫耐蝕部件 碳化硅陶瓷最重要的特性之一是它的高溫強度，即在1600oC時強度基本不降低，且抗氧化性能非常好，因而可在高溫結(jié)構(gòu)件中使用。如高溫爐的頂板、支架，以及高溫實驗用的卡具等。