碳化硅是一種性能優異的結構陶瓷和耐火材料,具有高強度、高硬度、高熱導率、低熱膨脹系數以及優良的抗氧化性、耐腐蝕性和耐磨性等優點,被廣泛應用于多個下游領域。但碳化硅是一種共價鍵很強的材料,燒結時的擴散速率相當低,并且晶界滑移阻力和熱穩定性較高,通常需要使用燒結助劑或采用特殊的燒結工藝,如熱等靜壓燒結、無壓燒結或反應燒結等達到碳化硅的燒結致密化。
其中,反應燒結碳化硅最初是由英國陶瓷研究協會的Popper于20世紀50年代發明的。其基本原理是:具有反應活性的液硅或硅合金,在毛細管力的作用下滲入含碳的多孔陶瓷素坯,并與其中的碳反應生成碳化硅,新生成的碳化硅原位結合素坯中原有的碳化硅顆粒,浸滲劑填充素坯中的剩余氣孔,完成致密化的過程。與碳化硅陶瓷的其它工藝相比,反應燒結碳化硅陶瓷因具有燒結溫度低、近凈尺寸成型、高機械強度、高導熱和抗氧化等優點,已廣泛應用于多種涉及高溫穩定性的高技術領域。
近年來,隨著光伏和鋰電等新能源產業的飛速發展,反應燒結碳化硅陶瓷制品的需求量顯著增加,市場份額逐年擴大,當然用戶對此關鍵結構材料的要求也在不斷提高。比如說光伏產業中的碳化硅懸臂槳和舟托等,為解決光伏電池片高承載量下的承載部件損耗問題,就要求碳化硅制品熱態強度高,化學穩定性好,高溫使用不變形,具有超長的使用壽命。另外,鋰電行業則要求反應燒結碳化硅陶瓷輥棒具有良好的直線度、承載能力和抗鋰離子侵蝕能力。
碳化硅懸臂槳、舟托、研磨桶、輥棒
為了幫助我國反應燒結碳化硅產業增加競爭力,在“2023全國先進陶瓷產業創新發展(唐山)論壇”上,來自華北理工大學的張軍偉博士將帶來題為《反應燒結碳化硅陶瓷在光伏、鋰電行業的應用與挑戰》的報告。報告中,除介紹反應燒結碳化硅陶瓷產品的制備要點,還會結合應用場景對反應燒結碳化硅陶瓷在以上產業中的應用現狀和典型問題進行重點講解,最后再針對當前挑戰,在產品后續研發方向上進行適度探討。
報告內容概要如下:
1.反應燒結碳化硅陶瓷的制備原理與典型生產工藝
2.反應燒結碳化硅陶瓷在光伏行業的應用與問題分析
3.反應燒結碳化硅陶瓷在鋰電行業的應用與問題分析
4.挑戰與研發方向探討
關于報告人
張軍偉,博士,華北理工大學材料學院教師。博士畢業于中科院寧波材料所。主要從事先進陶瓷材料、耐火材料與粉體材料的微結構設計、先進制備科學和產業化應用研究。主持和主研國家自然基金項目、河北省自然科學基金項目、河北省教育廳指令項目、國家重點實驗室開放基金項目、寧波市科技局科技計劃項目、河北省無機非金屬材料實驗室開放基金、華北理工大學博士科研啟動項目、中國科學院及企業合作課題多項,獲授權發明專利4項,發表多篇學術論文。河北省科技特派員和河北省小巨人企業科技特派團成員。
唐山先陶論壇會務組
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作者:粉體圈
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