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硅化石墨的生产方法有化学气相沉积法(CVD),化学气相反应法(CVR)及液硅渗透反应法等3种方法。
使含硅、碳的气体通过高温石墨基体发生热分解,生成SiC沉积在石墨基体表面。原料为三氯甲基硅烷(CH3SiC3)、四氯化硅、氢、硅蒸气等。沉积温度范围较宽,从1175℃到1775℃。用此法生成的SiC层非常致密,厚薄均匀,一般厚度约为0.1~0.3mm。但SiC与石墨基体的结合为纯机械结合,结合力较弱,在温度急变时SiC层易发生龟裂、剥落。
原料为焦炭粉和过量的石英砂或无定形硅粉,当加热到2000℃时发生化学反应,生成SiO蒸气。SiO蒸气和碳基体反应生成SiC。SiC层和碳基体二者无明显界面,结合很牢固,在温度骤变及高负荷情况下不会脱落,但CVR法是SiO气体渗入碳基体内进行反应,因此,仍然保留了碳基体的多孔性,在用作密封材料时,需用树脂浸渍或CVD法进行孔隙的填充。
此法也属于CVR的一种。在真空条件下,加热到1700-1900℃,将碳基体直接浸入熔融的硅液中,液硅逐步渗入碳基体内部,发生反应生成SiC。原料为99.9999%的纯硅。SiC层厚度可达3.5mm。反应后,碳基体内含有约17%的游离硅填充基体的孔隙中,使基体变得致密不透。但游离硅的存在降低了硅化石墨的抗腐蚀性能和高温抗氧化性能。
硅化石墨(siliconizedgraphite)是指在石墨材料表面涂覆碳化硅层而构成的一种复合材料。碳化硅层厚为1~1.5mm,碳化硅层和石墨基体结合紧密。
硅化石墨(siliconizedgraphite)是指在石墨材料表面涂覆碳化硅层而构成的一种复合材料。碳化硅层厚为1~1.5mm,碳化硅层和石墨基体结合紧密。
硅化石的价值:硅化石”又称为“古树化石”,具有极高的观赏、考古和科普价值。 最好不要收藏硅化木,它有放射性物质,对人身体有害。经常接触容易得病。
硅化石的可塑性比较好,经过人工的加工形成不同样子的艺术品。在收藏上的硅化石观赏性很高。一些收藏者会把硅化石放入室内,但是值得注意的是硅化石带有微量的辐射。虽然辐射量不是很大,对于家里有老人和小孩的收藏...
电化石墨是将石墨、焦炭等作原料,置于近2500℃以上高温的电炉中处理而制成产品。电化石墨主要用来制造电刷。其性能优良,电阻系数和接触电压较高,对抑制火花有利,故使用范围广,可用于各类型的电机及整流条件...
硅化石墨的生产方法有化学气相沉积法(CVD),化学气相反应法(CVR)及液硅渗透反应法等3种方法。
使含硅、碳的气体通过高温石墨基体发生热分解,生成SiC沉积在石墨基体表面。原料为三氯甲基硅烷(CH3SiC3)、四氯化硅、氢、硅蒸气等。沉积温度范围较宽,从1175℃到1775℃。用此法生成的SiC层非常致密,厚薄均匀,一般厚度约为0.1~0.3mm。但SiC与石墨基体的结合为纯机械结合,结合力较弱,在温度急变时SiC层易发生龟裂、剥落。
原料为焦炭粉和过量的石英砂或无定形硅粉,当加热到2000℃时发生化学反应,生成SiO蒸气。SiO蒸气和碳基体反应生成SiC。SiC层和碳基体二者无明显界面,结合很牢固,在温度骤变及高负荷情况下不会脱落,但CVR法是SiO气体渗入碳基体内进行反应,因此,仍然保留了碳基体的多孔性,在用作密封材料时,需用树脂浸渍或CVD法进行孔隙的填充。
此法也属于CVR的一种。在真空条件下,加热到1700-1900℃,将碳基体直接浸入熔融的硅液中,液硅逐步渗入碳基体内部,发生反应生成SiC。原料为99.9999%的纯硅。SiC层厚度可达3.5mm。反应后,碳基体内含有约17%的游离硅填充基体的孔隙中,使基体变得致密不透。但游离硅的存在降低了硅化石墨的抗腐蚀性能和高温抗氧化性能。
SiO2,C及SiC之间的反应自由能见表1。
SiO2,C及SiC之间的反应自由能
碳和硅的反应随温度的变化见图2。
碳和硅的反应随温度的变化
石墨基体材料的热处理温度(反映其石墨化程度),热膨胀系数,气孔率和孔径大小及分布对渗硅过程有很大的影响。为取得硅化石墨较好的性能,石墨基体材料的热膨胀系数应尽量与SiC接近,最好采用各向同性石墨,开口气孔率应为12%~15%,孔径越小反应越均匀。上述几种方法可根据需要结合进行,如先以CVR法处理,然后再用CVD法处理,这样得到的硅化石墨不透气、不含游离硅。硅化石墨兼有炭和碳化硅的特点,其典型性能见表2。
硅化石墨的典型性能
硅化石墨的硬度实为SiC的硬度,它仅次于金刚石、氮化硼、碳化硼,比碳化钨、三氧化二铝等的硬度高。
SiC是共价键结合的化合物,化学性能稳定,除强氧化性气体及熔融碱,几乎不受其他酸碱的侵蚀。
SiC在高温下和氧反应生成致密的Si岛玻璃相,阻止了氧和SiC接触,防止碳化硅继续氧化,因此,SiC可长期使用于1000℃以上。
硅化石墨加热到1200℃保持10s,投入室温的水中,反复多次,完好如初,既不破裂,也不剥落。
SiO2,C及SiC之间的反应自由能见表1。
SiO2,C及SiC之间的反应自由能
碳和硅的反应随温度的变化见图2。
碳和硅的反应随温度的变化
石墨基体材料的热处理温度(反映其石墨化程度),热膨胀系数,气孔率和孔径大小及分布对渗硅过程有很大的影响。为取得硅化石墨较好的性能,石墨基体材料的热膨胀系数应尽量与SiC接近,最好采用各向同性石墨,开口气孔率应为12%~15%,孔径越小反应越均匀。上述几种方法可根据需要结合进行,如先以CVR法处理,然后再用CVD法处理,这样得到的硅化石墨不透气、不含游离硅。硅化石墨兼有炭和碳化硅的特点,其典型性能见表2。
硅化石墨的典型性能
硅化石墨的硬度实为SiC的硬度,它仅次于金刚石、氮化硼、碳化硼,比碳化钨、三氧化二铝等的硬度高。
SiC是共价键结合的化合物,化学性能稳定,除强氧化性气体及熔融碱,几乎不受其他酸碱的侵蚀。
SiC在高温下和氧反应生成致密的Si岛玻璃相,阻止了氧和SiC接触,防止碳化硅继续氧化,因此,SiC可长期使用于1000℃以上。
硅化石墨加热到1200℃保持10s,投入室温的水中,反复多次,完好如初,既不破裂,也不剥落。
机械密封的密封端面是由安装在轴上的旋转动环和固定在机座上的静环组成,它要求材料耐磨性好,摩擦系数低,耐腐蚀,导热率高,抗震性能强,硅化石墨恰好能满足这些要求。据测定,当PV值(密封压力和转速的乘积)达147MPa·m/s时,硬质合金钢环即产生热应力裂纹,而硅化石墨自我配对的密封环其Pv值可达687MPa·m/s而不损坏。此外还可用于屏蔽泵及大马力柴油机水封等密封。硅化石墨可用作磷酸,磷胺及氢氟酸等泵的轴承。此外半导体工业中,作为硅外延生长的发热片基体和夹具及制造人造关节、人造心脏瓣膜、人造齿根等。2100433B
机械密封的密封端面是由安装在轴上的旋转动环和固定在机座上的静环组成,它要求材料耐磨性好,摩擦系数低,耐腐蚀,导热率高,抗震性能强,硅化石墨恰好能满足这些要求。据测定,当PV值(密封压力和转速的乘积)达147MPa·m/s时,硬质合金钢环即产生热应力裂纹,而硅化石墨自我配对的密封环其Pv值可达687MPa·m/s而不损坏。此外还可用于屏蔽泵及大马力柴油机水封等密封。硅化石墨可用作磷酸,磷胺及氢氟酸等泵的轴承。此外半导体工业中,作为硅外延生长的发热片基体和夹具及制造人造关节、人造心脏瓣膜、人造齿根等。
核电主泵电机水润滑硅化石墨径向轴承试验研究
采用水润滑推力轴承试验台考察了核电主泵电机硅化石墨径向轴承在蒸馏水润滑下的性能 ,结果表明 ,在运行过程中 ,径向轴承能够建立连续水膜 ,基本不产生磨损 ;在启动 /停止的过程中 ,瓦面产生磨损。 15 0 0h的运行表明 ,硅化石墨径向轴承的耐磨性较高 ,使用寿命能够达到设计要求
白云石化与硅化石灰石应用于水泥生产
湖北省孝感地区水泥厂为开发利用本地石灰石资源,改变过去单靠铁路线从外地调进生产用石灰石的旧格局,应用了本地区产的白云石化与硅化的劣质石灰石。经过几年的努力,使本地石灰石的用量,由30%增加到50%,进而达到100%。全部使用本地石灰石的熟料标号,月平均为549号。所生产的矿渣硅酸盐水泥各项质量指标合格。本地石灰石价格不到外地石灰石的二分之一,因而产生了可观的经济效益。
清洁酸液氧化剂介质配用无冷却水单端面机械密封-WB2。
含杂质颗粒介质配用无冷却水单端面机械密封-硅化石墨169。
适用温度:-20~120℃;采用进口材料,其适用温度可达150℃ 。