氮化硅结合碳化硅材料的生产与应用_张林
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氮化硅和碳化硅
嘿,咱今儿就来唠唠氮化硅和碳化硅这俩宝贝。
你说这氮化硅啊,那可真是个厉害的角色。
有一次我和几个朋友在一块儿聊天,就说到这氮化硅。
老张就说:“嘿,这氮化硅可牛了,硬度高得很呐,就跟那钢铁侠似的,坚不可摧。
”老李接着说:“可不是嘛,而且它还耐高温呢,就像个小火炉,啥高温都不怕。
”我就笑着说:“对呀对呀,怪不得好多高科技产品里都有它呢。
”
再说说这碳化硅,那也是相当了不起。
有一回我去一个工厂参观,那里面的师傅就给我介绍碳化硅。
他说:“这碳化硅啊,耐磨性能特别好,就跟个铁打的小强似的,怎么磨都没事。
”我好奇地问:“那它都用在啥地方呀?”师傅笑着说:“那用处可多了去了,像一些耐磨的部件啊,都少不了它。
”
你看,氮化硅和碳化硅虽然咱平时不太注意,但它们在很多地方都发挥着大作用呢。
比如说在陶瓷领域,它们能让陶瓷变得更加坚固耐用;在电子行业,能提升电子产品的性能和可靠性。
氮化硅就像是一个默默守护的卫士,坚韧不拔地坚守着自己的岗位。
碳化硅呢,则像是一个勇往直前的战士,无畏无惧地面对各种挑战。
它们俩虽然性格不太一样,但都是为了让我们的生活变得更美好。
咱平时可能觉得这些材料离咱挺远的,但其实它们就在我们身边。
从我们用的手机,到开的汽车,说不定都有它们的功劳呢。
所以啊,可别小瞧了它们。
总之,氮化硅和碳化硅这俩家伙,一个硬气,一个耐磨,都是我们生活中不可或缺的好帮手。
它们虽然不声不响,但却在背后为我们的科技进步和生活便利默默贡献着。
咱得好好感谢它们呀!。
氮化硅结合碳化硅材料的特性及应用范围作者:王军来源:《卷宗》2018年第29期摘要:时代的发展,促进了各个行业领域的迅速发展,尤其是工业化进程迅速,让矿山行业得到了进步和发展。
从目前我国的现状来看,矿山机械制造行业存在诸多的问题,尤其是机械材料材质不耐腐蚀、不耐磨问题最为突出,对矿山和选厂设备使用寿命有着严重的影响。
氮化硅结合碳化硅耐磨材料有着良好的性能,而且可根据使用要求成型各种尺寸,最重要的是有着极高的耐腐蚀性、耐磨性等。
将氮化硅结合碳化硅耐磨材料运用到矿山机械当中,可以优化产品结构连接性,提升产品的品质性,这样才能让使用效果更佳理想。
本文针对氮化硅结合碳化硅材料的特性及应用范围进行了论述,希望有一定的参考价值。
关键词:矿山;氮化硅结合碳化硅材料;应用从我国目前矿山作业的现状来看,依然以机械工作为主,所以,机械长期的处于作业状况,从而导致磨损迅速失效情况比较突出,另外,因为磨损后产生的残渣不小心掉入到材料当中,最终给产品质量造成直接的影响。
想要让矿山设备的使用寿命能够增加,需要进一步的研发新的耐磨材料,这对矿山行业的发展具有深远意义。
陶瓷材料的形成,是由氮化硅结合碳化硅耐磨材料制造产生的,该产品结构非常优异,有着很强的强度及硬度,线性膨胀系数比较低,抗高温氧化能力、抗高温蠕变性非常良好,因此,在多个行业当中对氮化硅结合碳化硅耐磨材料进行了充分的运用。
氮化硅结合碳化硅耐磨材料在矿山机械当中的运用将会越来越多。
1 氮化硅结合碳化硅耐磨材料的特性1.1 抗折强度较强氮化硅结合碳化硅耐磨材料和粘土碳化硅制品相比,在抗折强度方面,氮化硅结合碳化硅耐磨材料是后者的两倍。
这是由于通过高温烧接成形后,应用温度范围在1200-1400℃,不会影响其的强度,是粘土碳化硅强度的九倍[1-2]。
1.2 良好的抗氧化性,极强的耐腐蚀性和耐磨损性对于金刚石、碳化硼等物质来讲,氮化硅、碳化硅的显微粒度比较小,另外,氮化硅本身摩擦系数也比较小,更存在相应的白润滑性,所以,氮化硅结合碳化硅材料有着良好的化学性能,对于一般的无机酸及碱液腐蚀具有一定的承受能力,当然,其中不包括氢氟酸,和粘土碳化硅制品相比,氮化硅结合碳化硅材料有着良好的抗氧化性。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610287614.1(22)申请日 2016.05.04(71)申请人 巢湖市强力渔业有限责任公司地址 238000 安徽省巢湖市居巢区槐林镇巢庐路西(72)发明人 陈晓保 (51)Int.Cl.C08L 23/06(2006.01)C08L 27/08(2006.01)C08L 77/02(2006.01)C08L 67/02(2006.01)C08L 75/04(2006.01)C08L 23/22(2006.01)C08L 93/04(2006.01)C08K 13/06(2006.01)C08K 9/04(2006.01)C08K 3/34(2006.01)C08K 5/12(2006.01)C08K 3/32(2006.01) (54)发明名称一种氮化硅与碳化硅混合改性塑料制成的渔网(57)摘要发明公开了一种氮化硅与碳化硅混合改性塑料制成的渔网,由以下成分制成:肉豆蔻酸甲酯、尼龙6与聚偏氯乙烯混合物、低密度聚乙烯、氮化硅与碳化硅混合物、聚对苯二甲酸丁二酯、丁基橡胶、聚氨基甲酸酯纤维、氟磷酸钙、松香、辅助改性剂;本发明结合了尼龙6与聚偏氯乙烯混合物、低密度聚乙烯等原料的优点,利用氮化硅与碳化硅混合物对材料进行了改性处理,并且以氟磷酸钙、松香、辅助改性剂等原料对材料进行了辅助改性处理,改进后的材料具有良好的机械性能,制成的渔网强度高,尤其是,抗拉强度和耐磨性能得到极大程度的提高,抗拉强度比普通渔网强0.84倍,本发明渔网耐磨性能比普通渔网强1倍。
权利要求书1页 说明书3页CN 105801984 A 2016.07.27C N 105801984A1.一种氮化硅与碳化硅混合改性塑料制成的渔网,其特征在于,按重量份计由以下成分制成:肉豆蔻酸甲酯0.8、尼龙6与聚偏氯乙烯混合物36、低密度聚乙烯118、氮化硅与碳化硅混合物0.4、聚对苯二甲酸丁二酯4、丁基橡胶0.2、聚氨基甲酸酯纤维0.3、氟磷酸钙0.1、松香2、辅助改性剂0.3;所述辅助改性剂按重量份计由以下成分制成:丁香茎油5、凹凸棒土1、邻苯二甲酸二甲酯1、邻苯二甲酸二环己酯3、十二烷基硫酸钠2、甲基丙烯酸月桂酯4、甲基丙烯酸叔丁酯3;制备方法为将凹凸棒土在300℃下煅烧18分钟,将丁香茎油、邻苯二甲酸二甲酯与邻苯二甲酸二环己酯采用水浴加热至80℃,然后添加煅烧后的凹凸棒土、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸叔丁酯,先以450r/min速度搅拌20分钟,再以1000r/min速度搅拌15分钟,即可。
氮化硅结合碳化硅材料的生产与应用
◆ 张 林 孟宪省
山东工业陶瓷研究设计院 淄博255031
◆ 赵光华 朱喜仲
水利部丹江口水利枢纽管理局碳化硅总厂
摘 要 阐述了氮化硅结合碳化硅窑具材料的生产技术、生产工艺流程及使用情况。
指出作为现代窑具的替代产品,它具有较好的市场前景。
关键词 氮化硅结合碳化硅,工艺,生产,应用
1 生产工艺与性能
1.1 混料
压制料是按配方称量SiC砂和Si粉,倒入高效混料机,并均匀加入事先称量好且加水稀释的添加剂和临时结合剂。
搅拌15~20min,并过筛,放入料仓困料24h以上。
挤出料是根据配方,用上述相似的方法进行混料和困料。
并应额外加入可塑剂。
注浆料是先将Si粉放在水池中浸泡48h后,再由泥浆泵抽送到压滤机经压滤处理。
根据配方称量SiC砂和Si饼,倒入高速搅拌罐并加入一定量的水、临时结合剂和悬浮剂搅拌2h。
1.2 成型
压制成型是将困好的料准确称量后,均匀布于模具中,振动加压成型,再经真空吸盘转移到储坯车上。
挤出成型是将混合料放入真空练泥机进行真空处理,使泥料均匀混合。
泥料用塑料薄膜覆盖严实,困料24h,再经真空挤出成型机挤出。
浇注成型主要是满足异型件要求,由于SiC 砂和Si粉为瘠性料,自身密度大,导致泥浆的悬浮性差,易产生沉淀,使泥浆内颗粒分布不均匀。
因此,配方中颗粒不能太粗且比例要适当,同时加入悬浮剂和解胶剂(一般采用明胶),并采用压力注浆。
然后把经24h搅拌过的泥浆从储浆罐抽入压力注浆罐中,进行真空处理,注浆罐带有慢速搅拌机,加压后泥浆通过管道输送至浇注台的石膏模内成型;保持一定的压力和时间,待吃浆厚度达到要求后,空浆;坯体巩固后,脱模。
1.3 干燥
成型后粗修和整形的合格坯体,入储坯车至干燥室内。
干燥室的热风来自热风炉(或窑炉余热利用),热风温度以100~120℃为好,有条件也可使用电热干燥。
应严格控制升温速度,以免坯体出现变形或开裂。
坯体干燥3天。
达到干燥残余水分(一般<0.5%)后推出冷却,经精修坯体和生坯检查,合格的进入氮化炉烧成。
1.4 烧成
合格干燥品装入窑车进氮化室,对氮化反应空间密封后推入梭式窑,接上充氮管和抽真空管,升温至700~1450℃进行抽真空和氮化烧成。
中高温氮化阶段(指1100℃以上),严格控制升温制度及氮气质量,氮气纯度应达到99.99%以上。
在1180℃及1280℃两个反应高峰期应增加保温时间,以免反应过速出现“流硅”。
1.5 制品的性能
氮化硅结合碳化硅制品抗折强度随温度升高而提高,至1400℃时,强度开始下降,但到1500℃时仍保持常温抗折强度指标。
氮化硅结合碳化硅材质的高温抗折强度是普通耐火材料的4~8倍;热膨胀系数是高铝耐火材料的一半;导热系数是一般耐火材料的7~8倍[1]。
生产应用
NAIHU O CAILIAO 1999,33(3)156~157,175
收稿日期:1998-09-07编辑:徐慧娟156
耐火材料1999/3
2 应用
2.1 建筑卫生陶瓷行业
1996年,我国卫生陶瓷产量为5492万件[2]。
卫生瓷行业以往采用匣钵烧成,窑具与产品重量比为(7~4)∶1,窑具能耗占总能耗的30%~40%。
引进窑炉采用明焰裸装烧成,窑具与制品的重量比在0.8~1.2之间,降低了能耗,提高了产品质量。
近年发展了辊道窑烧成卫生瓷、墙地砖,采用氮化硅结合碳化硅辊棒解决了烧成温度高、荷重大这一难点。
浇注成型的氮化硅结合碳化硅烧嘴套管,已广泛用于各种窑炉的烧成。
表1、表2反映了全球SiC材质的使用情况。
表1 几种SiC材质辊棒的使用情况
项 目1993年1995年1998年(预计)反应烧结S iC/%437268
重结晶S iC/%272722
S i3N4-SiC/%0110
表2 SiC材质横梁、立柱及棚板等应用情况
项 目1993年1995年1998年(预计)反应烧结S iC/%304020
重结晶S iC/%603010
S i3N4-SiC/%103070
2.2 日用瓷行业
我国日用瓷产量居世界首位,大多数用匣钵隔焰烧成,由于匣钵质量差,影响产品质量及合格率。
随着行业的发展及技术改造,越来越多的厂家开始采用煤气、天然气或液化石油气对产品进行明焰烧成。
采用氮化硅结合碳化硅材质的窑具可明显降低窑具与制品的重量比,节能降耗,同时提高产品的质量及合格率。
近年使用辊道窑烧成日用瓷,采用氮化硅结合碳化硅辊棒提高了使用寿命。
2.3 电瓷、电子陶瓷工业
电力行业高电压的发展促进了电瓷业的发展。
电瓷业采用传统的厚、重粘土结合或氮化物结合碳化硅窑具烧成绝缘子、套管等;电子陶瓷-铁氧体等的烧成,大多也采用SiC质窑具。
电瓷和电子陶瓷行业需高温高强度、热稳定性好、使用寿命长、价格适宜的窑具材料,这为Si3N4-SiC窑具提供了广阔的市场。
2.4 冶金行业
多数大型冶金企业都在寻求一种抗冲刷且侵蚀性能更好的材料,重结晶碳化硅能满足需要,但价格昂贵。
氮化硅结合碳化硅材料能满足性能需要,且价格仅为重结晶SiC的1/7~1/10。
氮化硅结合碳化硅砖在美、日、德等国家已使用多年,效果良好。
近几年,我国一些大型钢铁公司氮化硅结合碳化硅砖的试用已获得成功。
2.5 垃圾焚烧炉
一些发达国家将垃圾在焚烧炉中处理,在满足环保的同时,利用了热能。
近年在国内几个大城市也已启动了类似工程。
在欧洲,焚烧炉中使用氮化硅结合碳化硅衬砖材料,1993年约占10%,1995年为30%,1998年预计为35%。
2.6 砂轮行业
砂轮行业对窑具,特别是棚板的要求很高,荷载大,烧成温度高,烧成周期长。
国内很多砂轮厂家仍在使用50mm厚的粘土板或粘土结合SiC 板,不仅占用了装窑空间,而且使用寿命不长。
采用氮化硅结合碳化硅棚板,厚度可降到25m m左右,而且传热效率高,延长了使用寿命。
3 结论
采用15~25mm厚的氮化硅结合碳化硅窑具替代30~50mm厚的粘土结合SiC板可节能15%[3],每吨价格仅为2.4~3.0万元。
氮化硅结合碳化硅材料所具有的良好特性,能大幅度提高烧成产品的质量和合格率,降低生产成本,是一种值得推广的窑具材料。
参考文献
1 梁振海等.氮化硅结合碳化硅窑具材料.陶瓷,1996,(5):19~21
2 张林.发展配套中高档卫生洁具,振兴我国陶瓷工业.陶瓷工程,1998,(5):50~54
3 肖俊明等.Si3N4结合S iC窑具的研究及应用.中国陶瓷,1996,
(1):19~21
张林:男,1973年生,助理工程师,主要从事窑具材料的研究开发及窑炉的设计施工工作。
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生产应用
耐火材料
NAIHU O CAILIAO1999/3157。