탄화규소 속성
카보런덤 모래라고도 알려진 탄화규소(SiC)는 자연에서 거의 발견되지 않으며 산업계에서 합성 원료로 흔히 사용됩니다. 내열성 및 내마모성이 우수한 특성을 얻습니다. 여기에는 입방체 구조에 속하는 저온 형태의 β-SiC와 육각형 구조에 속하는 고온 형태의 α-SiC의 두 가지 결정 형태가 있습니다. 실리콘 카바이드는 색상에 따라 녹색 실리콘 카바이드 와 검정색 실리콘 카바이드의 두 가지 유형이 있습니다.
진밀도는 3.21g/cm3이고 분해(승화)온도는 2600℃이다.
모스 경도 9.2의 단단한 소재입니다.
SiC의 열팽창계수는 크지 않으며, SiC의 평균 열팽창계수는 25℃~1400℃×10-6/℃ 범위 내에서 4.4이다.
탄화규소의 성능
탄화규소는 높은 열전도율(58.6W/m·K)을 가지고 있습니다. 일반적으로 SiC 함량이 높을수록 온도는 낮아지고 열전도율은 높아집니다. 낮은 열팽창계수와 높은 열전도율로 인해 SiC 내화물은 열충격 안정성이 우수합니다.
저온에서 탄화규소의 화학적 성질은 비교적 안정적이며 내마모성과 내식성이 우수합니다. 또한 끓는 염산, 황산, 불산에서도 부식에 강합니다. 그러나 고온에서는 특정 금속, 염분 및 가스와 반응할 수 있습니다. 탄화 규소는 2600 ℃까지 환원 분위기에서 안정적으로 유지되지만 고온 산화 분위기에서는 산화가 발생합니다.
SiC+2O2 → SiO2+CO2
또한 탄화규소 소재는 공유결합이 강하고 산화물과의 소결성이 떨어지는 비산화물이다.
SiC는 낮은 열팽창 계수, 높은 열전도율, 높은 고온 강도, 우수한 슬래그 저항성, 성형성 등의 장점으로 인해 재료 특성, 특히 내슬래그성 및 열충격 안정성을 향상시키기 위한 첨가제로 널리 사용됩니다. 보호 산화.
실리콘 카바이드 소재 용도:
성형 내화물의 탄화규소(SiC)
성형 내화물에서 탄화 규소는 SiC 제품을 만드는 주성분으로 사용되거나 반 SiC 제품을 만드는 첨가제로 사용될 수 있습니다.
SiC 내화재료는 SiC를 주성분으로 하는 고급 내화재료의 일종을 말하며, SiC 제품이라고도 알려진 산업용 SiC를 원료로 하여 소성됩니다. SiC 제품은 SiC 함량, 바인더 종류, 첨가량에 따라 분류됩니다. 재료의 성능은 재료 내 SiC 입자 간의 결합 상태에 따라 크게 달라집니다. 따라서 SiC 제품은 일반적으로 결합상의 유형에 따라 분류됩니다. 다양한 결합 단계에 따라 산화물 결합 SiC, 질화물 결합 SiC, 자체 결합 SiC, 실리콘 침투 반응 소결 SiC 등과 같은 탄화규소 세라믹이 있습니다. 반SiC 내화 제품은 탄화규소를 2차로 함유한 제품입니다
. 또는 보조 구성 요소. 다양한 재질에 따라 점토 클링커 SiC 제품, 고알루미늄 산화물 탄화물 제품, 커런덤 SiC 제품이 있습니다. 이들 제품에 탄화규소가 함유되어 있어 열충격 안정성, 열전도율, 강도가 크게 향상되었습니다.
클레이 클링커 SiC 제품에 소량의 탄화규소를 첨가하면 제품의 열충격 안정성을 향상시키는 데 큰 효과가 있습니다. 성분 중 SiC 미세분말의 함량이 증가함에 따라 제품의 열충격 안정성이 점차 향상됩니다. 고알루미늄 SiC 제품에 SiC를 적당량(가장 적당량은 30%) 첨가하고, 인산을 적당량 첨가하면 열충격 안정성이 높고, 열전도율이 좋으며, 강도가 높은 제품입니다. 커런덤 SiC 제품에 소량의 SiC 미세 분말을 첨가하면 열충격 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다. SiC 미세분말의 양이 증가할수록 열충격 안정성은 규칙적으로 증가합니다. 예를 들어 갈색 강옥을 골재로 사용하고, SiC 미분말 10%를 첨가하고, 인산을 바인더로 사용하고, 고압성형하고, 1450℃에서 열처리하여 철강 압연 가열로용 슬라이드 레일 벽돌을 제조하면 적용 효과는 다음과 같다. 좋은.
비정질 내화물의 탄화규소(SiC)
비정질 내화물에서 탄화규소는 SiC 기반 캐스터블을 만드는 주성분으로 사용될 수 있습니다. 이는 특히 슬래그 저항성 및 열충격 안정성 측면에서 다른 캐스터블의 성능을 향상시키는 첨가제로 작용합니다. SiC에 의한 캐스터블 특성 개선에 관한 연구는 주로 커런덤 캐스터블, 고알루미나 캐스터블 등의 측면에 중점을 두고 있습니다.
비정질 내화물에 SiC를 적용하는 가장 일반적인 용도는 용광로 태핑 채널의 작업 라이닝으로, 20년 이상의 역사를 가지고 있으며 성능이 좋습니다. 현재 Al2O3-SiC-C 캐스터블은 국내외 대형 용광로에 널리 사용되고 있어 철 채널의 수명을 크게 연장시킵니다. 또한, SiC를 함유한 비정질 내화물은 철강 산업에서 용선 전처리, 큐폴라 및 유도로용 라이너로 널리 사용됩니다. 쓰레기 소각장의 연소실 측벽 라이닝 및 보일러 튜브 보호 라이닝; 시멘트 산업의 시멘트 가마 예열기 라이닝; 화력발전소의 사이클론 세퍼레이터 라이닝, 순환유동층 보일러의 연소실, 라이닝, 고온 세퍼레이터; 소성 가마 창고 보드와 세라믹 산업의 실리콘 및 알루미늄 콘센트.
요약하면, SiC를 첨가하면 Al2O3-SiO2 기반 캐스터블의 고온 강도와 열충격 안정성이 향상될 수 있습니다. 그러나 납 슬래그 부식에 대한 SiC의 저항성에 대한 연구는 아직 보고되지 않았습니다.
그러나 SiC는 열역학적으로 공기 중의 산소와 반응하기 쉽습니다. 실제 응용 분야, 특히 고온, 낮은 산소 압력 및 장기적인 영향 하에서 SiC의 산화 속도는 매우 빠릅니다.
SiC 표면의 고온 산화층의 미세 구조 연구를 통해 1040~1560 ℃ 범위에서 SiC 재료에 의해 생성된 산화층은 고온 산화 저항에 대해 다음과 같은 특성을 갖는 것으로 나타났습니다.
1) 1360℃ 이하에서는 SiC 입자 표면에 형성된 산화층이 매우 얇다. 미세구조에는 큰 변화가 없습니다. 내산화성은 양호하고 내산화성은 안정된 단계에 있다.
2) 온도가 1360 ℃를 초과하면 온도가 증가함에 따라 SiC 표면의 산화층 두께가 크게 증가합니다. 형성된 산화물층은 많은 기공을 가지고 있다. 그러나 산화물 층의 점진적인 증가로 인해 SiC는 여전히 충분히 높은 항산화 성능을 나타냅니다. 이 과정은 과도기 단계입니다.
3) 1520 ℃ 이상에서는 산화물층의 두께가 두꺼워지고 외부 표면이 상대적으로 평탄해진다. 그러나 용융 상태의 SiO2는 유동성이 강하여 SiC 입자의 가장자리와 모서리의 산화층이 더 얇아집니다. SiC 산화 반응에서 발생하는 가스는 빠져나가 기공을 형성하기 쉽습니다. 이는 산소가 들어갈 수 있는 채널을 제공하여 SiC의 산화 속도를 가속화합니다. 이 단계는 급속 산화 단계이다.
4) 표면에 형성된 SiO2 층과 SiC 매트릭스 사이에는 뚜렷한 전이 영역이 없습니다.
