就理化性質(zhì)介紹碳化硅澆注料的耐磨性
碳化硅澆注料為什么耐磨,因為其基質(zhì)為SIC,碳化硅耐磨,碳化硅硬度高。下面小編就澆注料的理化性質(zhì)簡單介紹一下碳化硅的耐磨性。
1.礦物性質(zhì)
碳化硅的分子式為SiC,含微量Al、Ca、Mg、Fe等元素。碳化硅有α和β兩類晶型。β-碳化硅是低溫型碳化硅;α-碳化硅是高溫型碳化硅。β-為等軸晶系礦物,折射率為2.63,密度3.215g/㎝3,硬度9.5;α-碳化硅為六方晶系礦物,α-碳化硅分4H,6H,8H,15R等晶型,折射率n。=2.647-2.649,n=2.689-2.693,n。-n=0.042~0.043,密度17g、㎝3,硬度9.5。市售碳化硅分為黑、綠兩種。黑碳化硅因帶黑色而得名,其SiC含量約98%,由90%的6H、10%的15R型晶體組成;綠碳化硅因帶綠色而得名,雜質(zhì)含量較低,其SiC含量約為99%,由75%的6H、10%的15R和15%的4H型晶體組成。
2.物理性質(zhì)
碳化硅以其高硬度、能導電,耐高溫、強度大的性能被廣泛用于磨料、發(fā)熱體,結(jié)構(gòu)陶瓷和耐火材料。碳化硅的莫氏硬度為9.5,碳化硅的研磨能力為0.25~0.28,大大高于剛玉的研磨能力(約0.01)。其中,黑碳化硅的維氏硬度為及Hv=30380~32340MPa,性脆而鋒利,被用與研磨抗張強度低的材料,如灰鑄鐵、有色金屬、非金屬以及石材、陶瓷、玻璃等硅酸鹽材料。綠碳化硅的硬度更高,HV=31360~33320MPa,切削力強,自銳性好,但脆性更大些,被用于磨削硬度高、脆性大的材料,如硬質(zhì)合金、光學玻璃等。碳化硅的導電性較強,屬于半導體,溫度達2000℃時,碳化硅的導電能力和石墨相當。碳化硅常常被用于制造硅碳棒、硅碳管等發(fā)熱元件。碳化硅的耐高溫性好。常壓下,碳化硅的不一致熔融溫度為2760℃。達625MPa。碳化硅具有良好的抗熱沖擊性,這得益于它適中偏低的熱膨脹系數(shù)以及很高的熱導率。因此,碳化硅被廣泛用于制造各種陶瓷、耐火材料。
3.化學性質(zhì)
碳化硅重要的化學性質(zhì)有抗氧化性、抗腐蝕性一級研磨時和剛才的反應。加熱至1000℃時,SiC的表面發(fā)生氧化并形成一層SiC2薄膜。這層薄膜阻礙了氧的擴散,延緩了氧化速率,保護了被膜覆蓋的碳化硅,提高了碳化硅材料的使用壽命。1300℃時,膜內(nèi)開始有方石英析出,方石英的晶型轉(zhuǎn)化引起膜的開裂,氧化速度加快。1500~1600℃時,氧化速率加快,但產(chǎn)生的SiC2層也厚,碳化硅仍可長期工作。溫度升至1627℃時,SiC2和SiC反應形成SiO氣體,SiO層被破壞,失去保護的碳化硅將很快燒毀。碳化硅的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定,耐酸性很好。碳化硅不和煮沸的鹽酸、硫酸、硝酸反應,≤1300℃時不和H2、N2、COR2O侵蝕,1000℃以上被RO侵蝕。高溫下,碳化硅受Cl2、F2、H2的侵蝕,也能和H2O反應。溫度≥1370℃時碳化硅和Cr2O3反應形成金屬硅化物。碳化硅不適合切削鋼材。溫度升高時,SiC會和Fe反應形成硅鐵合金和碳化鐵。但碳化硅可以用于研磨鑄鐵。這是由于鑄鐵的碳、硅含量很高,對碳化硅的反應不敏感之故。
碳化硅澆注料中的碳化硅尤其在高溫(1100℃)下都很有利。尤其是碳化硅粉為150目時,不可能完全被氧化,在SiC粒子周圍產(chǎn)生部分縫隙,提高了澆注料抗熱震穩(wěn)定性和強度。未氧化完的SiC也起到顆粒增強體的作用。碳化硅含量越多,越有利于材料的抗結(jié)皮性能。SiC含量越多,越有利于耐堿性能的提高。
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