随着科技发展,信息、能源、材料、生物工程已成为当今社会生产力发展的四大支柱,材料学更是其他产业发展的基础。碳化硅作为近几年材料学的重点成果之一,因其独特的物理化学性能备受瞩目。
碳化硅(SiC)陶瓷的基本结构单元是相互穿插的SiC和CSi四面体,这些四面体共边形成平面层并通过顶点与下一叠层四面体相连,从而形成三维结构。这种独特的晶体结构赋予了碳化硅陶瓷许多优异的性质,如耐磨损、耐高温、高强度、抗氧化性、抗腐蚀性、热传导能力、弱导电性和低摩擦系数等。
特点及应用:
1、防弹领域(硬度高、密度小):碳化硅陶瓷的硬度HV0.5≥2600,这让其可以有效的阻拦子弹甚至撞碎弹头,密度为3.10-1.15g/cm3,远低于金属等材质,对穿戴者和装备负荷小,符合防弹材料需求。然而,碳化硅陶瓷的缺点也不容忽视,其断裂韧性较低,即脆性较大。为了改善这一点,澳门永利最新登录入口研发生产了基于碳化硅陶瓷的复相
防弹陶瓷,通过纤维(或晶须)补强、异相颗粒弥散强化等手段,有效提升了材料的韧性和强度,进一步提升其防弹性能。
2、化工领域(耐腐蚀、耐磨损、耐高温):1200到1400摄氏度时,普通陶瓷材料的强度会显著降低,但碳化硅在此温度下的抗弯强度仍保持在500到600MPa,使得它的工作温度可以达到惊人的1600到1700摄氏度。化工领域输送的材料比较复杂,有许多带有强酸强碱以及高温的物料,且带有较强磨损,对输送管道要求很高。碳化硅陶瓷管道耐酸碱腐蚀、耐磨损、耐高温可以解决化工行业物料输送难题。
3、硅工业领域(降低污染):碳化硅陶瓷主要由碳和硅两种元素组成,硅工业中,这种成分能够有效降低材料污染。
4、防爆车间(弱导电性):某些含有易燃易爆气体、粉体的车间对于消除静电要求极高,碳化硅陶瓷具有弱导电性,可以有效消除静电。
除此之外,碳化硅陶瓷在轻工业、机械工业、冶金、航海航天、光学领域也都有广泛应用。
文/谢勇