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        碳化硅陶瓷管的特點及結構

        2019-08-26 16:18

        碳化硅陶瓷管 耐高溫且高溫環境下強度很高,被廣泛運用在國計民生領域,碳化硅陶瓷管 是共價鍵很強的化合物,其Si--C鍵的離子型僅12%左右,因此,它也具有優良的力學性能、優良的抗氧化性、高的抗磨損性以及低的摩擦系數等。

        碳化硅陶瓷管的最大特點是高溫強度高,普通陶瓷材料在1200 ~ 1400攝氏度時強度將顯著降低,而碳化硅在1400攝氏度時抗彎強度仍保持在500 ~600MPa的較高水平,因此其工作溫度可達1600 ~ 1700攝氏度。

        碳化硅陶瓷管具有優良的力學性能、優良的抗氧化性、高的抗磨損性以及低的摩擦系數等。

         

        碳化硅陶瓷管的晶體結構:

        碳化硅主要有兩種晶體結構,即立方晶系的β- SiC和六方晶系的 - SiC。

        碳化硅晶體的基本結構單元是相互穿插的SiC和CSi四面體。四面體共邊形成平面層,并以頂點與下一疊層四面體相連形成三維結構。由于四面體堆積次序的不同可以形成不同的結構,已發現數百種變體。一般采用字母C(立方)、H(六方)、R(菱方)米表示其晶格類型,并用單位晶胞中所含的層數以示區別,例如nH表示沿c軸有n層重復周期的六方晶系結構,而mR則表示沿c軸有m層重復周期的菱面體結構。

         

        碳化硅是在高溫下合成的,所以碳化硅陶瓷管也多是在高溫下制備或者在高溫下使用。

        如果只作較粗略計算時,碳化硅的平均熱膨脹系數在25~1400℃范圍內可以取4.4×10-6/℃。碳化硅的熱膨脹系數測定結果表明:其量值與其他磨料及高溫材料相比要小得多,如剛玉的熱膨脹系數可高達(7~8)×10-6/℃。SiC的導熱系數很高,這是碳化硅陶瓷管物理性能方面的另一個重要特點。

        它的導熱系數比其他耐火材料及磨料要大的多,約為剛玉導熱系數的4倍。所以,碳化硅所具有的低熱膨脹系數和高導熱系數,因此碳化硅陶瓷管在加熱及冷卻過程中受到的熱應力較小,這就是碳化硅陶瓷管抗熱震性特別好的原因。

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