1.碳化硅的制作工艺
种碳化硅微粉的生产工艺,其特征在于,其步骤如下:
(1)取碳化硅原料,经破碎机中碎,并筛分至不大于5mm的碳化硅颗粒,再用整形机对其进行整形至不大于2mm的碳化硅颗粒,且其中椭圆形颗粒占80%以上,再对其进行酸洗除杂,干燥;
(2)将上述干燥后的碳化硅颗粒用磨粉机粉碎成d50=9.5-11.5μm的碳化硅粉,粉碎时,磨粉机主机电流设定为65-75A,风机流量设定为40-50m3/min,分析机转速为400--600转/分;
(3)
然后用涡流式气流分级机对碳化硅粉进行分级,分级时,涡流式气流分级机的风机流量为25-43m3/min,分级轮转速为2600--3300转/分,从分级口分出粒度ds94=6.5-5.5μm的成品A,旋风口分出ds94≤5.5μm的半成品;
(4)将涡流式气流分级机旋风口分出的半成品用叶轮式气流分级机再进行二次分级,分级时,叶轮式气流分级机的风机流量为25-10m3/min,分级轮转速为1300--1700转/分,从分级口分出粒度为ds94=4.5-3.0μm的成品B,旋风口则分出副产品。
筛分
筛分就是把颗粒、粉末分成大小不同的粒子段。单台TS振动筛分机可配至4层筛网,能连续分选出2-5个粒级并控制较窄的粒度范围。
筛出杂质
高性能筛机在高流量处理过程中,能迅速清除百分含量低的大颗粒或小颗粒浆渣分离。TS振动筛分机能把各类浆液中的非溶性固体物质迅速清除,并连续排渣
2.碳化硅生产工艺及材料
1、主要生产工艺
碳化硅生产工艺流程简述如下:
⑴、原料破碎
采用锤式破碎机对石油焦进行破碎,破碎到工艺要求的粒径。
⑵、配料与混料
配料与混料是按照规定配方进行称量和混匀的过程。本项目配料采用平台,混料采用混凝土搅拌机,按照工艺要求对石油焦和石英砂进行配料、混料作业。
⑶、电炉准备
电炉准备是把上次用过的炉重新修整、整理,以再次投入使用。作业内容包括洁理炉底料,修整电极,清理炉墙并修补,去装力、1挡, 检查、排除炉的其他缺陷。
⑷、装炉
装炉是按照规定的炉料类别、部位、尺寸往炉内装填反应料、保温料、炉芯材料,并砌筑具有保温和盛料作用的熔炼炉侧墙。
⑸、送电冶炼
冶炼炉与变压器接通之后即可送电。送电开始15min投以明火,点燃CO,冶炼过程持续170h。
⑹、冷却
冶炼炉停炉之后进行自然冷却,然后进行扒炉(卸炉墙,扒乏料),继续进行自然冷却。
⑺、出炉分级
出炉分级是从炉上取下结晶块、石墨,并把一级品、二级品、石墨等物分开的过程。本项目出炉分级采用炉外分级法,人工劈开结晶筒,将成块状的结晶筒运往分级场,进行人工分级。
3.碳化硅生产工艺及材料
1、主要生产工艺碳化硅生产工艺流程简述如下:⑴、原料破碎采用锤式破碎机对石油焦进行破碎,破碎到工艺要求的粒径。
⑵、配料与混料配料与混料是按照规定配方进行称量和混匀的过程。本项目配料采用平台,混料采用混凝土搅拌机,按照工艺要求对石油焦和石英砂进行配料、混料作业。
⑶、电炉准备电炉准备是把上次用过的炉重新修整、整理,以再次投入使用。作业内容包括洁理炉底料,修整电极,清理炉墙并修补,去装力、1挡, 检查、排除炉的其他缺陷。
⑷、装炉装炉是按照规定的炉料类别、部位、尺寸往炉内装填反应料、保温料、炉芯材料,并砌筑具有保温和盛料作用的熔炼炉侧墙。⑸、送电冶炼冶炼炉与变压器接通之后即可送电。
送电开始15min投以明火,点燃CO,冶炼过程持续170h。⑹、冷却冶炼炉停炉之后进行自然冷却,然后进行扒炉(卸炉墙,扒乏料),继续进行自然冷却。
⑺、出炉分级出炉分级是从炉上取下结晶块、石墨,并把一级品、二级品、石墨等物分开的过程。本项目出炉分级采用炉外分级法,人工劈开结晶筒,将成块状的结晶筒运往分级场,进行人工分级。
4.碳化硅的冶炼过程(详细点)
碳化硅是硅的一种碳化物,分子为SiC.是有石英砂和焦粉在高温下还原反应生成 我国冶炼碳化硅有两种工艺,一种是新料法,另一种是焙烧料法。
新料法把新料(硅砂、石油焦碳)直接装于炉内反映区进行冶炼,焙烧料法则是把新料先装在炉的底部及两侧保温区进行焙烧,把得到的焙烧料在装入下一炉的反应区进行冶炼,焙烧料法又分两种。一种是只把新料装在炉底部进行焙烧的方法,叫炉底焙烧料法,这是我国许多厂采用的方法。
另一种是把新料装在炉底及及两侧同时进行焙烧的方法,叫全焙烧料法,采用此法的厂很少。 新料法颜料质量波动小,炉料的配方比较稳定,因此产品的质量也比较稳定。
焙烧料法利用炉内温度把焙烧料区新料中的挥发物部分排除,是硅砂与石油焦炭聚合成具有良好透气性的多孔颗粒。绿炉的焙烧料中还含有从反映料中扩散出来的一定数量的食盐。
用焙烧料回炉,可以提高炉产量,降低单位产品的电耗、可少用或不用木屑,用于绿炉配制反应料时可比原料少加食盐。焙烧料法的缺点是炉料运输量大,成分波动大,增加了取样,分析的工作量,而且每炉的配方都要变动。
5.碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究现状及发展 论文一篇,要综述性的
碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势摘要:综述了铝基复合材料的发展历史及国内外研究现状,重点阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料制备工艺的发展现状。
同时说明了碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究中仍存在的问题,在此基础上展望了该复合材料的发展前景。关键词:SiCp /Al 复合材料; 制备方法中图分类号:TB333 文献标识码:A 文章编号:1001-3814(2011)12-0092-05Research Status and Development Trend of SiCP/Al CompositeZHENG Xijun, MI Guofa(College of Material Science and Engineer, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China)Abstract:The development history, domestic and foreign research present situation of SiCP /Al composite wasintroduced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Alcomposite was analyzed and the development prospect of the composite was put forward.Key words:SiCp /Al composite; preparation methods收稿日期:2010-11-20作者简介:郑喜军(1982- ),男,河南西平人,硕士研究生,研究方向为材料加工工程;电话:0391-3987472;E-mail:zxjdaili@126.com92《热加工工艺》2011 年第40 卷第12 期下半月出版Material & Heat Treatment 材料热处理技术应用进行了广泛的关注和研究,从材料的制备工艺、组织结构、力学行为及断裂韧性等方面做了许多基础性的工作, 取得了显著的成绩。
在美国和日本等国,该类材料的制备工艺和性能研究已日趋成熟,在电子、军事领域开始得到实际应用。SiC 来源于工业磨料,可成百吨的生产,价格便宜,SiC 颗粒强化铝基复合材料被美国视为有突破性进展的材料, 其性能可与钛合金媲美,而价格还不到钛合金的1/10。
碳化硅颗粒增强铝基复合材料是最近20 年来在世界范围内发展最快、应用前景最广的一类不连续增强金属基复合材料,被认为是一种理想的轻质结构材料,尤其在机动车辆发动机活塞、缸头(缸盖)、缸体等关键产品和航空工业中具有广阔的应用前景[5-7]。在1986 年,美国 公司发明了碳化硅颗粒增强铝硅合金的新技术, 实现了铸造铝基复合材料的大规模生产, 以铸锭的形式供给多家铸造厂制造各种零件[8-9]。
美国Duralcan 公司在加拿大己建成年产11340 t 的SiC/Al 复合材料型材、棒材、铸锭以及复合材料零件的专业工厂。目前,Duralcan 公司生产的20%SiCp /A356Al 复合材料的屈服强度比基体铝合金提高75%、弹性模量提高30%、热膨胀系数减小29%、耐磨性提高3~4倍。
美国DWA 公司生产的碳化硅增强复合材料随碳化硅含量的增加,只有伸长率下降的,其他性能都得到了很大提高。到目前为止,SiCp/Al 复合材料被成功用于航空航天、电子工业、先进武器系统、光学精密仪器、汽车工业和体育用品等领域,并取得巨大经济效益。
表1 列举了一些SiCp/Al 复合材料的力学性能。目前国内从事研制与开发碳化硅颗粒增强铝复合材料工作的科研院所与高校主要有北京航空材料研究院、上海交通大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、国防科技大学等。
哈尔滨工业大学研制的SiCw/Al 用于某卫星天线丝杆,北京航空材料研究院研制的SiCp/Al 用于某卫星遥感器定标装置[10-11]。国内到目前为止还没有出现高质量高性能的碳化硅颗粒增强铝基复合材料, 虽然部分性能已达到国外产品的指标, 但在产品的尺寸精度上还存在不小的差距,另外制造成本太高,离工业化生产还有一段距离要走。
2 铝基复合材料的性能特征(1)高比强度、比模量由于在金属基体中加入了适量的高强度、高模量、低密度的增强物,明显提高了复合材料的比强度和比模量, 特别是高性能连续纤维,如硼纤维、碳(石墨)纤维、碳化硅纤维等增强物,他们具有很高的强度和模量[1]。(2)良好的高温性能,使用温度范围大增强纤维、晶须、颗粒主要是无机物,在高温下具有很好的高温强度和模量, 因此金属基复合材料比基体金属有更高的高温性能。
特别是连续纤维增强金属基基复合材料,其高温性能可保持到接近金属熔点,并比金属基体的高温性能高许多。(3)良好的导热、导电性能金属基复合材料中金属基体占有很高的体积百分数, 一般在60%以上,因此仍保持金属的良好的导热、导电性能。
(4)良好的耐磨性金属基复合材料,特别是陶瓷纤维、晶须、颗粒增强金属基复合材料具有很好的耐磨性。这是由于在基体中加入了大量细小的陶瓷颗粒增强物,陶瓷颗粒硬度高、耐磨、化学性能稳定,用它们来增强金属不仅提高了材料的强度和刚度,也提高了复合材料的硬度和耐磨性。
(5)热膨胀系数小,尺寸稳定性好金属基复合材料中所用的增强相碳纤维、碳化硅纤维、晶须、颗粒、硼纤维等均具有很小的热膨胀系数,特别是超高模量的石墨纤维具有负热膨胀系数, 加入相当含量的此类增强物可降低材料膨胀系数, 从而得到热膨胀系数小于基体金属、尺寸稳定性好的金属基复合材料。(6)良好的抗疲劳性和断裂韧性影响金属基复合材料抗疲劳性和断裂韧性的因素主要有增强物与复合体系制备工。
6.碳化硅的设计和安装需要注意哪些事项
1、有色金属冶炼工业的应用利用碳化硅具有耐高温,强度大,导热性能良好,抗冲击,做高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉。
精馏炉塔盘,铝电解槽,铜熔化炉内衬,xin粉炉用弧形板,热电偶保护管等。2、钢铁行业方面的应用利用碳化硅的耐腐蚀。
抗热冲击耐磨损。 导热好的特点,用于大型高炉内衬提高了使用寿命。
3、冶金选矿行业的应用碳化硅硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,是耐磨管道、叶轮、泵室、旋流器,矿斗内衬的理想材料,其耐磨性能是铸铁、橡胶使用寿命的5--20倍,也是航空飞行跑道的理想材料之一。 4、建材陶瓷、砂轮工业方面的应用利用其导热系数。
热辐射,高热强度大的特性,制造薄板窑具,不仅能减少窑具容量,还提高了窑炉的装容量和产品质量,缩短了生产周期,是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料。5、节能方面的应用利用良好的导热和热稳定性,做热交换器,燃耗减少20%,节约燃料35%,使生产率提高20--30%。
特别是矿山选厂用排放输送管道的内放,其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍。
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