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碳化硅电热材料的性能研究

作者:银丰销售部浏览次数: 日期:2013-09-16

   目前国内硅碳棒生产企业采用重结晶工艺生产的硅碳棒热端密度一般低于2.43 g.cm,且存在着电阻离散性大、致密度低、使用温度低、使用寿命短等问题,这些问题制约着国内的碳化硅电热行业发展。与此同时,由于我国工业窑炉高温技术的发展,碳化硅电热元件的需求量越来越大,对金属硅电热元件的性能也提出了更高的要求。因此改进碳化硅电热元件的性能,研究其结构与性能之间的联系,进而提高其使用温度、使用寿命、拓展其应用领域都是非常必要的,而且是十分迫切的。 本文以颗粒紧密理论为基础,将高性能的水溶性塑化剂复配使用,利用硬塑挤出成型工艺和重结晶烧结法制备出密度高达2.58 g.cm的碳化硅电热元件。讨论了颗粒级配和塑化剂对碳化硅电热元件硬塑挤出成型的影响,并对最终制品的结构与性能进行了分析。 实验结果表明,在碳化硅电热材料的硬塑挤出成型中,挤出压力主要用来克服颗粒间以及颗粒与筒壁之间的摩擦阻力。高性能的塑化剂溶液能与碳化硅陶瓷颗粒表面产生较好的界面结合,其溶液也具有较高的剪切应力极大值,能有效的防止固体表面之间的摩擦从而降低挤出过程中产生的摩擦阻力,使得在较少塑化剂用量时就能起到很好的塑化减水效果。 研究了粗颗粒粒径与含量对成型密度的影响,固定中粉100 μm(10%)、细粉5 μm,调整粗颗粒粒径与含量,当粗颗粒粒径为800 μm、含量为65%时坯体成型密度较高。 本文还研究了细粉粒径对成型密度的影响,当固定粗粉800um(65%)、中粉100um(10%),调整细粉的粒径(1.2~14 μm),当细粉粒径为10 μm或14 μm时,由于粒径较大,不利于填充大颗粒之间的孔隙;而细粉粒径为1.2 μm或3.5μm时,由于颗粒比表面积较大,成型时需要更多的塑化液才能使颗粒之间具有良好的塑性;当颗粒粒径取到5 μm时,成型坯体取到较大值。 实验中还将粗粉分成两部分(1400 um、600 um),当1400 um占35%,600 um占30%时,中粉100 um10%,细粉5 um25%,坯体成型密度最高,达到了2.58g/cm。 实验中发现,在金属硅粉电热元件的硬塑挤出工艺中,颗粒的堆积是由替换机制在起决定作用;塑化液(塑化剂+水)也要算在细颗粒体积中,粗颗粒加中颗粒与细颗粒(含塑化液)体积比例约为6:4时,挤出密度最高。实验中对制品的结构与性能进行了分析,研究表明低气孔率的碳化硅电热制品导电性能、抗氧化性、使用寿命均优于气孔率较高的制品;当热端气孔率相同时,烧结颈的结合状态决定材料的使用性能和寿命;碳化硅的异常损毁是一种局部过热所造成的损毁,这个现象同样与碳化硅电热元件的颗粒结合状况密切相关。 济南银丰硅制品有限责任公司

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该资讯的关键词为:硅碳棒 密度 高温技术 更高要求 

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产品性能:   工业硅粉又称金属硅粉,是银灰色或暗灰色粉末,有金属光泽。其熔点高,耐热性能好,电阻率高,具有高度抗氧化作用,被称为“工业味精”是很多高科技产业不可缺少的基础原材料。 〔用途〕 1、工业硅粉广泛的应用于耐火材料、粉末冶金行业中,以提高产品的耐高温,耐磨损和抗氧化性。其产品被广泛地应用于炼钢炉、窑炉、窑具中。 2、在有机硅化工行业,工业硅粉是有机硅高分子合成的基础原料,如用于生产硅单体,硅油、硅橡胶防腐剂,从而提高产品的耐高温性、电绝缘性、耐腐蚀、防水等特性。 3、工业硅粉经拉制成单晶硅,加工而成的硅片被广泛应用于高科技领域,是集成电路、电子元件必不可少的原材料。 4、冶金铸造行业中,工业硅粉作为非铁基合添加剂、硅钢合金剂,从而提高钢淬透性。工业硅粉也可应用于某些金属的还原剂,用于新型陶瓷合金等。 5、用于生产硅溶胶。 常用规格为180~325目、200目、325目、800目等 可根据用户需要提供不同粒径范围。 〔技术指标〕 硅粉 级别 规 格 Si不小于 化学成分%杂质不大于 Fe Al Ca 化 工 用 硅 粉 特级1 Si-1(10-120目) 99.5 0.25 0.15 0.05 特级2 Si-2(10-120目) 99.4 0.3 0.2 0.03 A-1级 Si-A(10-120目) 99.3 0.4 0.1 0.1 A-2级 Si-A(10-120目) 99.1 0.4 0.2 0.1 A-3级 Si-A(10-120目) 99.0 0.4 0.4 0.1 B级 Si-B(10-180目) 98.5 0.5 0.3 0.2 化 工 用 硅 粉 特级1 Si-1(120-180目) 99.5 0.25 0.15 0.05 特级2 Si-2(120-180目) 99.4 0.3 0.2 0.03 A-1级 Si-A(120-180目) 99.3 0.4 0.1 0.1 A-2级 Si-A(120-180目) 99.1 0.4 0.2 0.1 A-3级 Si-A(120-180目) 99.0 0.4 0.4 0.1 B级 Si-B(120-180目) 98.5 0.5 0.3 0.2 C级 Si-C(120-180目) 98.0 0.6 0.4 0.4 冶 金 用 硅 粉 特-1级 Si-T1(180-500目) 99.0 0.4 0.2 0.1 特-2级 Si-T2(180-500目) 98.8 0.4 0.4 0.1 一级 Si-1(180-500目) 98.5 0.5 0.3 0.2 二级 Si-2(180-500目) 98.0 0.6 0.4 0.3 三级 Si-3(180-500目) 97.0 0.8 0.7 0.6 低品位硅粉 低品位 Si(180-500目) 96% 杂质含量≤4.0 Si(180-500目)

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