碳化硅陶瓷在许多工业领域中的应用显示了其优良的性能,因而引起了人们的普遍重视。在无机非金属材料领域中碳化硅陶瓷是一个很大的家族,其触角几乎伸遍了所有的工业领域。但是由于碳化硅陶瓷的难烧结性,因而它的制作工艺复杂,生产成本较昂贵。因此,降低碳化硅陶瓷的烧成温度、寻找新的廉价生产工艺同时挖掘和开发碳化硅的更多优点仍是材料工作者的研究重点。可以预见,碳化硅陶瓷将有广阔的发展和应用前景。
碳化硅在现代的工业中起着不可或缺的作用:
碳化硅陶瓷是制造密封环的理想材料,它与石墨材料组合配对时,其摩擦系数比氧化铝陶瓷和硬质合金小,具有良好的自润滑性能,因而可用于高PV值,使密封件的使用寿命及工作的可靠性提高,特别是在输送强酸、强碱的工况中使用。
碳化硅陶瓷还广泛用于防弹装甲中,如车辆、舰船的防护以及民用保险柜、运钞车的防护中。碳化硅陶瓷的弹道性能优于氧化铝陶瓷,约为碳化硼陶瓷的 70% ~ 80%,但由于价格较低,特别适合于用量大且防护装甲不能过厚、过重的场合。
用作喷嘴的陶瓷材料也有多种,常用的是氧化铝、碳化硅和碳化硼陶瓷等。氧化铝陶瓷喷嘴的价格低,但由于硬度低、耐磨性较差,多用于喷砂工作量不大的场合。碳化硅陶瓷的使用寿命是氧化铝陶瓷的3 ~ 5倍,与硬质合金相当,多用于硬质合金的替代品,特别是在手持喷枪的工况中使用。
随着工业化的发展,特别是ISO 14000国际标准的贯彻执行,对不利于环境保护液体的输运提出了更高的要求。磁力泵由于采用静密封代替机械密封、填料密封等动密封,因而泄漏更小、可靠性更高、使用寿命更长。对于磁力泵一般要求免维护的时间为八年,即要求连续运转八年不得拆卸,因而对磁力泵件的选材提出了极为苛刻的要求,如泵中的泵轴、止推盘、轴套等,必须耐磨损、耐腐蚀,而目前能满足上述条件的材料只有碳化硅陶瓷最适合。
除了在传统加工方面及其扩展领域中的应用,碳化硅陶瓷在现代科技中的应用前景更是十分广泛,比如作为半导体材料。随着现代信息化的发展,Si器件已难以承受高温环境,而碳化硅陶瓷具有击穿场强高、热导率大、禁带宽度大、介电常数小等特性,所以在光电器件、高温电子器件和高频大功率器件方面前景广阔。
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