碳化硅合金如何铸造

1. 碳化硅在炼钢领域的作用

碳化硅在炼钢领域的作用：

1、碳化硅的应用是经过!几十年的实验总结出来的，在炼钢行业中有更好的效果。因为它可以防止析出碳化物，增加铁素体量，减少白口倾向，另外可以提高以及改善机械性能。

2、碳化硅在炼钢企业中可以更好的增加流动性、使铁水成分稳定，防止偏析现象，另外可以很好的减少壁厚敏感度，使组织致密，切削面光洁，同时增强石墨形核能力和增加石墨核心，渐渐的发现碳化硅可以还原已生锈废料以及合金，降低铁水成本，碳化硅可以强力的脱氧作用，净化铁水。

3、对于大多数铸件产品来讲，碳化硅系列产品都可以很好的应用。相对而言对于球墨铸铁来说，是强力的脱氧剂，可减少球化剂添加量，提高球化率，碳化硅可以消除铁液的氧化因素，减少炉壁氧化，延长炉壁寿命30%。

2. 碳化硅颗粒增强铝基复合材料研究现状及发展 论文一篇，要综述性的东西，不能有实验和计算内容。

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)12-0092-05
Research Status and Development Trend of SiCP/Al Composite
ZHENG 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 was
introced, the research progress of preparation process for SiCP /Al composite were elaborated, the research on SiCP /Al
composite 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:[email protected]
92
《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DuralAluminumComposites 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
复合体系制备工艺
增强体含量
(vol,%)
拉伸强度
/MPa
弹性模量
/GPa
伸长率
(%)
SiCP /2009Al 粉末冶金20 572 109 5.3
SiCP/2124Al 粉末冶金20 552 103 7.0
SiCP/6061Al 粉末冶金20 496 103 5.5
SiCP/7090Al 粉末冶金20 724 103 2.5
SiCP/6061Al 粉末冶金40 441 125 0.7
SiCP/7091Al 粉末冶金15 689 97 5.0
SiCP/A356Al 搅拌铸造20 350 98 0.5
SiCP/A359Al 无压浸渗30 382 125 0.4
表1 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的力学性能[1]
Tab.1 Mechanical properties of aluminum matrix
composite reinforced by SiC particle
93
Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.12
材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月
金属基体的界面结合状态、金属基体与增强物本身
的特性以及增强物在基体中的分布等。特别是界面
结合强度适中，可以有效传递载荷，又能阻止裂纹扩
展，从而提高材料的断裂韧性。
(7)不吸潮、不老化、气密性好与聚合物相比，金
属性质稳定、组织致密，不存在老化、分解、吸潮等问
题，也不会发生性能的自然退化，在空间使用不会分解
出低分子物质而污染仪器和环境，有明显的优势。
(8)较好的二次加工性能可利用传统的热挤压、
锻压等加工工艺及设备实现金属基复合材料的二次
加工。由于铝基复合材料不但具有金属的塑性和韧
性，而且还具有高比强度、比模量、对疲劳和蠕变的
抗力大、耐热性好等优异的综合性能。尤其在最近
20 年以来， 铝基复合材料获得了惊人的发展速度，
表2 列举了一些铝基复合材料的力学性能。
3 主要应用领域
3.1 在航空航天及军事领域的应用
美国ACMC 公司和亚利桑那大学光学研究中
心合作，研制成超轻量化空间望远镜和反射镜，该望
远镜的主镜直径为0.3m，仅重4.54kg。ACMC 公司
用粉末冶金法制造的碳化硅颗粒增强铝基复合材料
还用于激光反射镜、卫星太阳反射镜、空间遥感器中
扫描用高速摆镜等；美国用高体积分数的SiCp/Al代
替铍材，用于惯性环形激光陀螺仪制导系统、三叉戟
导弹的惯性导向球及管型测量单元的检查口盖，成
本比铍材降低2/3；20 世纪80 年代美国洛克希德.马
丁公司将DWA 公司生产的25%SiCp /6061Al 用作
飞机上承载电子设备的支架，其比刚度比7075 铝合
金约高65%；美国将SiCp/6092Al 用于F-16 战斗机
的腹鳍， 代替原有的2214 铝合金蒙皮， 刚度提高
50%，寿命从几百小时提高到8000 小时左右，寿命
提高17 倍，可大幅度降低检修次数，提高飞机的机
动性，还可用于F-16 的导弹发射轨道；英国航天金
属及复合材料公司(AMC)采用高能球磨粉末冶金法
研制出高刚度﹑ 耐疲劳的SiCp/2009Al， 成功用于
Eurocopter 公司生产的N4 及EC-120 新型直升
机[12]；采用无压浸渗法制备的高体积分数SiCp/Al 作
为印刷电路板芯板用于F-22“猛禽”战斗机的遥控
自动驾驶仪、发电元件、飞行员头部上方显示器、电
子计数测量阵列等关键电子系统上， 以代替包铜的
钼及包铜的锻钢，可使质量减轻70%，同时降低了
电子模板的工作温度；SiCp/Al 印刷电路板芯板已用
于地轨道全球移动卫星通信系统； 作为电子封装材
料，还可用于火星“探路者”和“卡西尼”土星探测器
等航天器上。美国采用高体积分数SiCp /Al 代替
Cu-W 封装合金作为电源模块散热器，已用于EV1 型
电动轿车和S10 轻型卡车上；美国将氧化反应浸渗法
制备的SiC-Al2O3/Al 作为附加装甲，用于“沙漠风暴”
地面进攻的装甲车；美国GardenGrove 光学器材公司
用SiCp/Al 制备Leopardl 坦克火控系统瞄准镜。
3.2 在汽车工业中的应用
由山东大学与曲阜金皇活塞有限公司联合研制
的SiCp /Al 活塞已用于摩托车及小型汽车发动机；
自20 世纪90 年代以来， 福特和丰田汽车公司开始
采用Alcan 公司的20%SiC/Al-Si 来制作刹车盘；美
国Lanxide 公司生产的SiCp/Al 汽车刹车片于1996
年投入批量生产[13]；德国已将该材料制作的刹车盘
成功应用于时速为160km/h 的高速列车上。整体采
用锻造的SiCp/Al 活塞已成功用于法拉利生产的一
级方程式赛车。
3.3 在运动器械上的应用
BP 公司研制的20%SiCp/2124Al 自行车框架已
在Raleigh 赛车上使用；SiCp /Al 复合材料可应用于
自行车链轮、高尔夫球头和网球拍等高级体育用品；
在医疗上用于假体的制造。
4 制备及成型方法
一般来说， 根据铝基体状态的不同，SiCp/Al 的
制备方法大致可分为固态法和液态法两类。目前主
要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸
造法。
4.1 粉末冶金法
粉末冶金法又称固态金属扩散法，该方法由于克
增强相/ 基体增强相含量
拉伸强度
/MPa
弹性模量
/GPa
伸长率(%)
SiC/Al-4Cu 15 476 92 2.3
SiCp /ZL101 20 375 101 1.64
SiCp /ZL101A 20 330 100 0.5
SiCp /6061 25 517 114 4.5
SiCp /2124 25 565 114 5.6
Al2O3 /Al-1.5Mg 20 226 95 5.9
Cf /Al 26 387 112 -
表2 金属基复合材料的力学性能[1]
Tab.2 Mechanical properties of metal matrix composite[1]
94
《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
服了碳化硅颗粒与铝合金熔液润湿困难的缺点，因而
是最先得到发展并用于SiCp/Al 的制备方法之一。具
体制备SiCp/Al 的粉末冶金工艺路线有多种，目前最
为流行和典型的工艺流程为：碳化硅粉末与铝合金粉
末混合一冷模压(或冷等静压)一真空除气一热压烧
结(或热等静压)一热机械加工(热挤、轧、锻)。
粉末冶金法的优点在于碳化硅粉末和铝合金粉
末可以按任何比例混合，而且配比控制准确、方便。
粉末冶金法工艺成熟，成型温度较低，基本上不存在
界面反应、质量稳定，增强体体积分数可较高，可选
用细小增强体颗粒。缺点是设备成本高，颗粒不容易
均匀混合，容易出现较多孔隙，要进行二次加工，以
提高机械性能，但往往在后续处理过程中不易消除；
所制零件的结构、形状和尺寸都受到一定的限制，粉
末冶金技术工艺程序复杂，烧结须在在密封、真空或
保护气氛下进行， 制备周期长， 降低成本的可能性
小，因此制约了粉末冶金法的大规模应用。
4.2 喷射沉积法
喷射沉积法是1969 年由Swansea 大学Singer
教授首先提出[14]，并由Ospray 金属有限公司发展成
工业生产规模的制造技术。该方法的基本原理是：对
铝合金基体进行雾化的同时，加入SiC 增强体颗粒，
使二者共同沉积在水冷衬板上， 凝固得到铝基复合
材料。该工艺的优点是增强体与基体熔液接触时间
短，二者反应易于控制；对界面的润湿性要求不高，
可消除颗粒偏析等不良组织， 组织具有快速凝固特
征；工艺流程短、工序简单、效率高，有利于实现工业
化生产。缺点是设备昂贵，所制备的材料由于孔隙率
高而质量差必须进行二次加工， 一般仅能制成铸锭
或平板； 大量增强颗粒在喷射过程中未能与雾化的
合金液滴复合， 造成原材料损失大， 工艺控制较复
杂，增强体颗粒利用率低、沉积速度较慢、成本较高。
4.3 搅拌铸造法
搅拌铸造法的基本原理[15-17]：依靠强烈搅拌在合
金液中形成涡漩的负压抽吸作用， 将增强体颗粒吸
入基体合金液体中。具体工艺路线：将颗粒增强体加
入到基体金属熔液中， 通过一定方式的搅拌与一定
的搅拌速度使增强体颗粒均匀地分散在金属熔体
中，以达到相互混合均匀与浸润的目的，复合成颗粒
增强金属基复合材料熔体。然后可浇铸成锭坯、铸件
等使用。该方法的优点是：工艺简单、设备投资少、生
产效率高、制造成本低、可规模化生产。缺点是：加入
的增强体颗粒粒度不能太小， 否则与基体金属液的
浸润性差， 不易进入金属液或在金属液中容易团聚
和聚集；普遍存在界面反应，强烈的搅拌容易造成金
属液氧化，大量吸气及夹杂物混入，颗粒加入量也受
到一定限制，只能制成铸锭，需要二次加工。
4.4 挤压铸造法
挤压铸造法是首先把SiC 颗粒用适当的粘结剂粘
结，制成预制块放入浇注模型中，预热到一定的温度，
然后浇入基体金属液，立即加压，使熔融的金属熔液浸
渗到预制块中，最后去压、冷却凝固形成SiCp/Al。该方
法的优点是：设备较简单且投资少，工艺简单且稳定
性较好，生产周期短，易于工业化生产，能实现近无余
量成型，增强体体积分数较高，基本无界面反应。缺点
是容易出现气体或夹杂物，缺陷比较多，需增强颗粒
需预先制成预成型体， 预成型体对产品质量影响大，
模具造价高，而且复杂零件的生产比较困难。
5 SiCp /Al 复合材料发展的建议与对策
SiCp /Al 复合材料作为一种新的结构材料有着
广阔的发展前景, 但要实现产业化还需做大量的研
究工作。除了要对SiCp/Al 复合材料的制备工艺、界
面结合状态、增强机制等方面的内容做进一步研究，
其相关领域的研究及发展也应给予重视。
5.1 现有制备工艺进一步完善和新工艺的开发
现有工艺制备方法虽然已经成功制造了复合材
料，但很难用于工业化生产且尚处于实验室研究阶
段[18]。SiC 颗粒存在于铝液中，使金属液粘度提高，流动
性降低，铸造时充填性变差，当颗粒含量增加至20%或
在较低温度(<730℃)时，流动性急剧降低以致于无法正
常浇注。另外，SiC颗粒具有较大的表面积， 表面能较
大，易吸附气体并带入金属液中，而金属液粘度大也易
卷入气体并难以排出，产生气孔缺陷。因此，对现有工
艺的进一步完善和新工艺的开发成为下一步研究工作
的主要任务。
5.2 后续加工工艺的研究
金属基复合材料的切削加工、焊接、热处理等后
续加工工艺的研究较少，成为限制其应用的瓶颈。高
强度、高硬度增强体的加入使金属基复合材料成为
难加工材料[18-19]，而由于增强体与基体合金的热膨胀
系数差异大引起位错密度的提高， 也使金属基复合
95
Hot Working Technology 2011, Vol.40, No.12
材料热处理技术Material & Heat Treatment 2011 年6 月
材料的时效行为与基体合金有所不同[20]。另外，增强
体影响焊接熔池的粘度和流动性， 并与基体金属发
生化学反应限制了焊接速度， 给金属基复合材料的
焊接造成了极大困难。因此， 解决可焊性差的问题
也成为进一步研究的主要方向。
5.4 环境性能方面的改善
金属基复合材料的环境性能方面的研究， 即如
何解决金属基复合材料与环境的适应性， 实现其废
料的再生循环利用也引起了一些学者的重视， 这个
问题关系到有效利用资源，实现社会可持续发展，因
此， 关于环境性能方面的研究将是该领域今后研究
的热点。由于铝基复合材料是由两种或两种以上组
织结构、物理及化学性质不同的物质结合在一起形
成一类新的多相材料， 其回收再利用的技术难度要
比传统的单一材料大得多。随着铝基复合材料的批
量应用，必然面临废料回收的问题，通过对复合材料
的回收再利用， 不但可减少废料对环境的污染还可
减低铝基复合材料的制备成本、降低价格，增加与其
他材料的竞争力，有利于促进自身的发展。文献[21]
配制了混合盐溶剂， 采用熔融盐法成功地分离出颗
粒增强铝基复合材料中的增强材料，研究结果表明，
利用该技术处理颗粒增强铝基复合材料， 其回收利
用率可达85%。
6 结语
与铝合金基体相比， 铝基复合材料具有更高的
使用温度、模量和强度，热稳定性增加及更好的耐磨
损性能，它的应用将越来越广泛。然而，在目前的
研究中仍然存在许多疑问和有待解决的问题， 例如
怎样去克服铝基复合材料突出的界面问题， 并且力
求研究结果有助于改善生产应用问题； 在制备过程
前后， 怎样通过热处理手段来改善成品的各方面性
能；如何利用由于热失配造成的内、外应力使材料服
役于各种环境。此外，原位反应中仍不免其他副反应
夹杂物存在， 同时对增强体的体积分数也难以精确
控制，这些都是亟待研究解决的问题。
参考文献：
[1] 于化顺．金属基复合材料及其制备技术[M]．北京：化学工业
出版社，2006．241．
[2] 吴人洁．复合材料[M]．天津：天津大学出版社，2000．
[3] 沃丁柱．复合材料大全[M]．北京：化学工业出版社，2000．
[4] 毛天祥．复合材料的现状与发展[M]．合肥：中国科学技术大
学出版社，2000．
[5] 赫尔(Hull， D)．复合材料导论[M]．北京：中国建设工业出版
社，1989．
[6] 尹洪峰，任耘，罗发．复合材料及其应用[M]．陕西：陕西科学
技术出版社，2003．
[7] 汤佩钊．复合材料及其应用技术[M]．重庆：重庆大学出版社，
1998．
[8] 张守魁，王丹虹．搅拌铸造制备颗粒增强复合材料[J]．兵器材
料科学与工程，1997，20(6)：35-391．
[9] 韩桂泉，胡喜兰，李京伟．无压浸渗制备结构/ 功能一体化铝
基复合材料的性能及应用[J]．航空制造技术，2006(01)：95．
[10] 李昊，桂满昌，周彼德．搅拌铸造金属基复合材料的热力学和
动力学机制[J]．中国空间科学技术，1997，2(1)：9-161．
[11] 桂满昌，吴洁君，王殿斌，等．铸造ZL101A/SiCp
复合材料的研
究[J]．铸造，2001，50(6)：332-3361．
[12] 任德亮，丁占来，齐海波，等．SiCp /Al 复合材料显微结构与性
能的研究[J]．航空制造技术，1999，(5)：53-551．
[13] Clyne T W，Withers P J．An Introction to Metal Matrix
Composites [M]．London：Cambridge University Press，1993．
[14] Lee Konbae．Interfacial reaction in SiCp /Al composite fabricated
by pressureless infiltration [J]．Scripta. Materialia，1997，36(8)：
847．
[15] 张淑英， 张二林． 喷射共沉积金属基复合材料的发展现状
[J]．宇航材料工艺，1996，(4)：4-5．
[16] Clegg A J．Cast metal matrix and composites [J]．The
Foundryman，1991，8：312-3191．
[17] Mortensen A， Jim I．Solidification processing of metal matrix
composites [J]．Inter. Mater. Rews.，1992，37(3)：101-128．
[18] Lloyd D J．Particle reinforced aluminium and magnesium
matrix composites [J]．Inter. Mater. Rews，1994，39(1)：218-
231．
[19] Quigleg O， Monagham M， O'Reilly P．Factors effecting the
machinability of Al/SiC metal matrix composite [J]．J. Mater.
Process.Tech.，1994，43：21-23．
[20] Looney L A， Monagham M， O'Reilly P．The turning of an
Al/SiC metal-matrix composite [J]．J. Mater. Process. Tech.，
1992，33：553-557．
[21] 费良军，朱秀荣，童文俊，等．颗粒增强铝基复合材料废料回收的试验研究[J]．复合材料学报，2001，18(1)：67-70．

3. 碳化硅生产工艺流程详细介绍碳化硅生产工艺流程以及工作原理介绍

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。

4. 关于碳化硅的一些问题

碳化硅是一种人造材料，一般不与酸反应，因此它的硬度高而成为两大普通磨料（刚玉、碳化硅）之一，大量用于研磨材料、耐火材料、电阻元件、功能陶瓷、高温半导体等行业。根据碳化硅的色泽和用途，它主要分为黑色碳化硅（TH）、绿色碳化硅（TL）、矾土碳化硅（TF）。 ——绿碳化硅的性质具有较高的硬度和一定的韧性，多用于磨加工光学玻璃、硬质合金、钛合金以及轴承钢的研磨抛光、高速钢刀具的刃磨等； ——黑碳化硅多用于切割和研磨抗张强度低的材料，如有色金属材料、灰铸铁工件、玻璃、陶瓷、石材和耐火制品等。 绿碳化硅微粉和黑碳化硅微粉可用于光学玻璃、硬质合金、钛合金以及轴承钢的研磨抛光、高速钢刀具的刃磨和有色金属材料、灰铸铁工件、玻璃、陶瓷、石材和耐火制品等，它们的特点是磨削精度高、光洁度高。 碳化硅的5大主要用途 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,作高温间接加热材料,如坚罐蒸馏炉精馏炉塔盘,铝电解槽,铜熔化炉内衬,锌粉炉用弧型板,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，提高窑炉的装容量和产品质量，缩短生产周期，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，作热交换器，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 一. 碳化硅化学成份、粒度: 黑碳化硅化学成分（C） 粒度范围 化学成分%（按重量百分比） SIC F.C Fe2O3 16#-90# ≥98.50 ≤0.02 ≤0.60 100#-180# ≥98.00 ≤0.30 ≤0.80 220#-240# ≥97.00 ≤0.30 ≤1.20 二. 碳化硅化学成份、粒度: 绿碳化硅化学成分（GC） 粒度范围 化学成分%（按重量百分比） SIC F.C Fe2O3 20#-90# ≥99.00 ≤0.20 ≤0.20 100#-180# ≥98.50 ≤0.25 ≤0.50 220#-240# ≥97.50 ≤0.25 ≤0.70 W63-W20 ≥97.00 ≤0.30 ≤0.70 W14-W10 ≥95.50 ≤0.30 ≤0.70 W7-W5 ≥94.00 ≤0.50 ≤0.70 三. 磨料的粒度： 磨料料度基本粒度尺寸范围对照表 粒度号 GR.NO 中国 日本 美国 国际标准 欧洲磨料协会 GB2477-83 R6001-87 ANSI(74) FEPA(84) FEPA(71) 4 5600-4750 1 5600-4750 5600-4750 1 5 4750-4000 1 4750-4000 4750-4000 1 6 4000-3350 1 4000-3360 4000-3350 1 7 3350-2800 1 3360-2830 3350-2800 1 8 2800-2360 2830-2380 2830-2380 2800-2360 2800-2360 10 2360-2000 2380-2000 2380-2000 2360-2000 12 2000-1700 2000-1680 2000-1680 2000-1700 2000-1700 14 1700-1400 1680-1410 1680-1410 1700-1400 1700-1400 16 1400-1180 1410-1190 1410-1190 1400-1180 1400-1180 20 1180-1000 1190-1000 1190-1000 1180-1000 1180-1000 22 1000-850 1000-840 1000-850 1000-850 24 850-710 840-710 841-707 850-710 850-710 30 710-600 710-590 707-595 710-600 710-600 36 600-500 590-500 595-500 600-500 600-500 40 500-425 500-420 500-425 500-425 46 425-355 420-350 420-354 425-355 425-355 54 355-300 350-297 354-297 355-300 355-300 60 300-250 297-250 297-250 300-250 300-250 70 250-212 250-210 250-210 250-212 250-212 80 212-180 210-177 210-177 212-180 212-180 90 180-150 177-149 177-149 180-150 180-150 100 150-125 149-125 149-125 150-125 150-125 120 125-106 125-105 125-105 125-106 125-106 150 106-75 105-74 105-74 106-75 106-75 180 90-63 88-63 88-63 90-63 90-63 220 75-53 74-53 74-53 75-53 75-53 240 75-53 74-53 粒度号 基本粒*尺寸对照表 中国 中国 日本 国际(79)/ 美国(74) GB2477-81 GB2477-83 R6001-1973 12 2000～1600 2000～1700 2000～1680 2000～1680 14 1600～1250 1700～1400 1680～1410 1680～1410 16 1250～1000 1400～1180 1410～1190 1410～1190 20 1000～800 1180～1000 1190～1000 1190～1000 22 - 1000～850 - - 24 800～630 850～710 840～710 841～707 30 630～500 710～600 710～590 707～595 36 500～400 600～500 590～500 595～500 40 - 500～425 - - 46 400～315 425～355 420～350 420～354 54 - 355～300 350～297 354～297 60 315～250 350～250 297～250 297～250 70 250～200 250～212 250～210 250～210 80 200～160 212～180 210～177 210～177 90 - 180～150 177～149 177～149 100 160～125 150～125 149～125 149～125 120 125～100 125～106 125～105 125～105 150 100～80 106～75 105～74 105～74 180 80～63 90～63 88～63 88～63 220 - 75～53 74～53 74～53 240 63～50 75～53 74～53 280 50～40 四. 陶瓷磨具、砂带用碳化硅磨料的化学成分 牌号 粒度范围 化学成分.% SiC (≥) FC(≤) FC 2O2(≤) C 12°~90° P12~p100 98.50 0.20 0.60 100°~150° P120~p150 98.00 0.30 0.80 180°~220° P180~p220 97.00 0.30 1.20 GC 12°~90° P12~p100 99.00 0.20 0.20 100°~150° P120~p150 98.50 0.25 0.50 180°~220° P180~p220 97.50 0.25 0.70 W63~w20 P240~p1000 97.00 0.30 0.70 W14~w10 P1200 95.50 0.40 0.70 W7~w5 94.00 0.50 0.70 五. 有机结合剂磨具、手工用张页式涂附磨具用碳化硅磨料的化学成分 牌号 粒度范围 化学成分.% SiC (≥) FC(≤) FC 2O2(≤) C-B C-P 12°~90° P12~p100 98.00 0.25 0.70 100°~150° P120~p150 97.50 0.35 0.90 180°~220° P180~p220 96.00 0.35 1.35 C-B C-P 12°~90° P12~p100 98.50 0.25 0.25 100°~150° P120~p150 98.00 0.30 0.55 180°~220° P180~p220 97.00 0.30 0.80 W63~w20 P240~p1000 96.50 0.35 0.80 W14~w10 P1200 94.50 0.45 0.80 W7~w5 93.00 0.60 0.80

采纳哦

5. 碳化硅可以制造多大体积的

碳化硅又名碳硅石、金刚砂，是一种无机物，化学式为SiC，是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。在C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。 中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。
碳化硅是由美国人艾奇逊在1891年电熔金刚石实验时，在实验室偶然发现的一种碳化物，当时误认为是金刚石的混合体，故取名金刚砂，1893年艾奇逊研究出来了工业冶炼碳化硅的方法，也就是大家常说的艾奇逊炉，一直沿用至今，以碳质材料为炉芯体的电阻炉，通电加热石英SIO2和碳的混合物生成碳化硅。
1955年，理论和技术上重大突破，LELY提出生长高品质碳化概念，从此将SiC作为重要的电子材料。
碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种，都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约95%，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC约97%以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体，用以制作的磨具适于轴承的超精加工，可使表面粗糙度从Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。

6. 碳化硅 冶炼

飞展磨料磨具的碳化硅主要化学成份为SiC 。由石油焦碳、石英砂、木屑等为原料在电阻炉中熔炼而成微观形状呈六方晶体，碳化硅的莫氏硬度为9.2，威氏显微密硬度为3000--3300公斤/毫米2，努普硬度为2670—2815公斤/毫米，显微硬度3300千克每立方毫米。密度一般认为是3.20克/毫米3，其碳化硅磨料的自然堆积密度在1.2--1.6克/毫米3之间，比重为3.20～3.25。主要用于，硬度合金、钛合金、不锈钢、铜、铝、锌、陶瓷、、石材、玛瑙、玉器、高级珠宝、电子元件的研磨及抛光。还可以制造磨具、高级耐火材料。

7. 碳化硅的制品

碳化硅制品可以分为很多类，根据不同的使用环境，分为不同的种类。一般使用到机械上比较多。例如使用到机械密封件上，可以称为碳化硅密封环，可以分为静环、动环、平环等。也可以根据客户的特别要求，制作出各种形状的碳化硅制品，例如碳化硅异形件，碳化硅板，碳化硅环等。
碳化硅的制品之一的碳化硅陶瓷具有的高硬度、高耐腐蚀性以及较高的高温强度等特点，这使得碳化硅陶瓷得到了广泛的应用。
在应用在密封环上：碳化硅陶瓷的耐化学腐蚀性好、强度高、硬度高，耐磨性能好、摩擦系数小，且耐高温，因而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，因而可用于高PV值，特别是输送强酸、强碱的工况中使用。我公司生产的SIC-1型碳化硅常压烧结制品，具有密度高、硬度高、生产批量大、可生产复杂形状制品的特点，适用于高性能的密封件中使用，特别是高 PV 值及耐强酸、强碱的工况。而我公司生产的SIC-3型碳化硅陶瓷制品是含石墨的碳化硅材料。由于在碳化硅基体中含有大量的弥散细小的石墨颗粒，与其它材料配对使用时，其摩擦系数非常小，具有良好的自润滑性能，特别适用于制作气密封或有干摩擦工况的密封件中使用，从而使密封件的使用寿命及工作的可靠性提高。

8. 铸造用增碳剂有哪几种 铸造用增碳剂有哪些成分组成

增碳剂对于铸件生产确实有很大的帮助，对所有铸铁（灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁，灰口铸铁、白口铸铁等等），石墨增碳剂中的石墨可作为先共晶石墨和共晶石墨的晶核。铸件不同，需要的增碳剂种类也有差异，从成本方面考虑，选择合适的增碳剂对铸件质量以及经济效益都有很大的帮助
1、球墨铸铁
增碳剂对球铁质量的影响主要是硫。
众所周知，硫是球铁的有害元素。镁对硫有很强的亲和力，因此含镁球化剂加入原铁液后很容易形成硫化镁（MgS）化合物，所以从经济角度考虑，应当选用低硫原材料和采用可以制取低硫量铁液的熔炼方法，因为原铁液流量高（>0.02%）需要较多的球化剂才能使石墨球化和保持球化。
2、灰铸铁
增碳剂对灰铸铁质量的影响主要是氮。
灰铸铁中的氮含量是双刃剑，一定量的氮可使灰铸铁使石墨片卷曲并促进珠光体细化，改善其力学性能（高品牌灰铸铁溶氮量甚至可以高达120ppm（厚壁铸件不得超过80ppm））;但过高（>100ppm）的氮含量会使灰铸铁产生裂隙型氮气孔。
3、嘉碳精选高碳、低硫原料，应用自主研发的助溶技术，全过程全封闭自动化生产线，极大的提高了增碳剂的超强通和吸收率，从而达到更好的增碳效果。
1）超强通
增碳剂的孔隙度大，比表面积大有更大的表面浸润于铁液，加快溶碳的溶解和扩散，可提高增碳剂的吸收。人造石墨碎虽然纯度很高，但由于密度较大，比表面积小，吸收能耗高，溶解速度慢，导致吸收率不高。
2）加入量
在一定的温度和化学成分的条件下，铁液中C的饱和浓度是一定的。在一定的饱和浓度下，增碳剂加入量越多，溶解、扩散所需要的时间越长，损耗大、吸收率底。
3）稳定性
稳定性在增碳剂的选择中容易被忽视，但对于稳定生产确保质量具有重要的作用。稳定的增碳剂不但检测值控制在范围内有稳定范围内，而且增碳效果稳定，可预测性和可控性好，减少铁液成分微调，提高生产率、防止铁液质量变差。不同种类、不同产地、不同批次的增碳剂，其使用效果可鞥有 差异，应用时必须注意，需在采购和生产的过程中注意收集数据并加以考量。

9. 碳化硅是什么

碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。 碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。可以称为金钢砂或耐火砂。 碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。
性质
分子式为SiC，其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，可作为磨料和其他某些工业材料使用。工业用碳化硅于1891年研制成功，是最早的人造磨料。在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在，但迄今尚未找到可供开采的矿源。 纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同，而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色，透明度随其纯度不同而异。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅)。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体，已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。
碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。 碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种，都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约98.5％，其韧性高于绿碳化硅，大多用于加工抗张强度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC99％以上，自锐性好，大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅，它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体，用以制作的磨具适于轴承的超精加工，可使表面粗糙度从Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。 碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途，例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅（含SiC约85％）是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。 碳化硅的硬度很大，具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。
编辑本段用途
(1)作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。 (2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。 碳化硅主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供应, 不能算高新技术产品,而技术含量极高 的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。 (3)高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。 主要用途：用于3—12英寸单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体等线切割。太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业工程性加工材料。
磨料磨具
主要用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏及光伏产品中单晶硅、多晶硅和电子行业的压电晶体等方面的研磨、抛光等。
化工
可用做炼钢的脱氧剂和铸铁组织的改良剂，可用做制造四氯化硅的原料，是硅树脂工业的主要原料。碳化硅脱氧剂是一种新型的强复合脱氧剂，取代了传统的硅粉碳粉进行脱氧，和原工艺相比各项理化性能更加稳定，脱氧效果好，使脱氧时间缩短，节约能源，提高炼钢效率，提高钢的质量，降低原辅材料消耗，减少环境污染，改善劳动条件，提高电炉的综合经济效益都具有重要价值。
耐磨、耐火和耐腐蚀材料
利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性，碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。 另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等；用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等高级碳化硅陶瓷材料；还可以制做火箭喷管、燃气轮机叶片等。此外，碳化硅也是高速公路、航空飞机跑道太阳能热水器等的理想材料之一。
有色金属
利用碳化硅具有耐高温&def强度大&def导热性能良好&def抗冲击&def作高温间接加热材料&def如坚罐蒸馏炉&def精馏炉塔盘&def铝电解槽&def铜熔化炉内衬&def锌粉炉用弧型板&def热电偶保护管等.
钢铁
利用碳化硅的耐腐蚀&def抗热冲击耐磨损&def导热好的特点&def用于大型高炉内衬提高了使用寿命.
冶金选矿
碳化硅硬度仅次于金刚石&def具有较强的耐磨性能&def是耐磨管道&def叶轮.泵室.旋流器&def矿斗内衬的理想材料&def其耐磨性能是铸铁.橡胶使用寿命的5--20倍&def也是航空飞行跑道的理想材料之一.
建材陶瓷砂轮工业
利用其导热系数.热辐射&def高热强度大的特性&def制造薄板窑具&def不仅能减少窑具容量&def还提高了窑炉的装容量和产品质量&def缩短了生产周期&def是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料.
节能
利用良好的导热和热稳定性&def作热交换器&def燃耗减少20%&def节约燃料35%&def使生产率提高20-30%&def特别是矿山选厂用排放输送管道的内放&def其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍. ②磨料粒度及其组成按GB/T2477--83。磨料粒度组成测定方法按GB/T2481--83。
珠宝
合成碳化硅（Synthetic Moissanite）又名合成莫桑石、合成碳硅石（化学成分SiC），色散0.104比钻石(0.044)大，折射率2.65-2.69(钻石2.42)，具有与钻石相同的金刚光泽，“火彩”更强，比以往任何仿制品更接近钻石。这是由美国北卡罗来那州的C3公司制造生产的，已拥有世界各国生产合成碳化硅的专利，正在向全世界推广应用。

10. 碳化硅在铸造过程中起到什么作用

铸造碳化硅使用最为广泛的为70#碳化硅、88#碳化硅、90#碳化硅，当温度低于1620℃时，铸造碳化硅中的碳将起脱氧剂的作用，从而使诸如氧化铁和氧化锰之类不太固定的氧化物，通过化学响应被还原，当温度高于1620℃时(例如冶炼时)，碳化硅中的硅将担负起所有的脱氧任务，而碳则起增碳剂的用处，且其收得率可达100%。