隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是能源、空間技術(shù)的高度發(fā)展，經(jīng)常要求材料必須有耐高溫、抗腐蝕、耐磨損等優(yōu)越性能，才能在比較苛刻的工作環(huán)境中使用。由于碳化硅 陶瓷材料具有抗氧化性強(qiáng)、耐磨性能好、硬度高、熱穩(wěn)定性好、高溫強(qiáng)度大、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大以及抗熱震和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良特性，已成為尖端科學(xué)的重要 組成部分，受到普遍重視。碳化硅陶瓷大量應(yīng)用于石油化工、冶金機(jī)械、航空航天、微電子、汽車、鋼鐵等領(lǐng)域，并日益顯示出其他特種陶瓷所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

碳化硅陶瓷常見應(yīng)用簡(jiǎn)介：

1、耐火材料

國(guó)外將碳化硅用作耐火材料的數(shù)量大于用作磨料。我國(guó)亦在不斷擴(kuò)大這方面的應(yīng)用，根據(jù)國(guó)外廠商的習(xí)慣，耐火材料黑色碳化硅通常分為3種牌號(hào)：

A、高級(jí)耐火材料黑碳化硅。這種牌號(hào)的化學(xué)成分要求與磨料用黑色碳化硅完全相同，主要用以制造高級(jí)碳化硅制品，如重結(jié)晶碳化硅制品、燃?xì)廨啓C(jī)構(gòu)件、噴嘴、氮化硅結(jié)合碳化硅制件、高爐高溫區(qū)襯材、高溫窯爐構(gòu)件、高溫窯裝窯支承件、耐火匣缽等。

B、二級(jí)耐火材料黑色碳化硅，含碳化硅大于90%。主要用于制造耐中等高溫的窯爐構(gòu)件，如馬弗爐爐襯材料等。這些構(gòu)件除利用碳化硅的耐熱性、導(dǎo)熱性外，在很多場(chǎng)合還兼用它的化學(xué)穩(wěn)定性。

C、低品位耐火材料黑色碳化硅，其碳化硅含量要求大于83%，主要用于出鐵槽、鐵水包，煉鋅業(yè)和海綿鐵制造業(yè)等的內(nèi)襯。

碳化硅耐火材料圖示

2、軍事方面

用 碳化硅陶瓷與其他材料一起組成的燃燒室及噴嘴，已應(yīng)用于火箭技術(shù)中。碳化硅基復(fù)合材料制備的阿麗亞娜火箭尾噴管已成功應(yīng)用。碳化硅密度居中，比Al2O3 輕20%，硬度和彈性模量較高，價(jià)格比B4C低得多，還可用于裝甲車輛和飛機(jī)機(jī)腹及防彈防刺衣等。碳化硅材料還具有自潤(rùn)滑性及摩擦系數(shù)小，約為硬質(zhì)合金的 一半。它的抗熱震性好、彈性模量高等特點(diǎn)在一些特殊地方獲應(yīng)用，如用來(lái)制成高功率的激光反射鏡其性能優(yōu)于銅質(zhì)，由于密度低、剛性好、變形小。CVD與反應(yīng) 燒結(jié)的碳化硅輕量化反射鏡已經(jīng)在空間技術(shù)中大量使用。

碳化硅防彈插板

3、電氣和電工

利 用碳化硅陶瓷的高熱導(dǎo)性能，絕緣性好作為大規(guī)模集成電路的基片和封裝材料。碳化硅發(fā)熱體是一種常用的加熱元件，由于它具有操作簡(jiǎn)單方便，使用壽命長(zhǎng)，使用 范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，成為發(fā)熱材料中最經(jīng)久耐用且價(jià)廉物美的一種，使用溫度可達(dá)1600℃。此外，碳化硅還可用做避雷器的閥體和遠(yuǎn)紅外線發(fā)生器等。

4、耐磨及高溫件

利 用碳化硅陶瓷的高硬度、耐磨損、耐酸堿腐蝕等性能，在機(jī)械工業(yè)、化學(xué)工業(yè)中被用來(lái)制備新一代的機(jī)械密封材料，如滑動(dòng)軸承、耐腐蝕的管道、閥片和風(fēng)機(jī)葉片。 尤其是作為機(jī)械密封材料已被國(guó)際上確認(rèn)為自金屬、氧化鋁、硬質(zhì)合金以來(lái)第四代基本材料，它的抗酸、抗堿性能與其它材料相比是極為優(yōu)秀的，幾乎沒有一種材料 可與之相比。利用碳化硅陶瓷的高熱導(dǎo)性能，可用于冶金工業(yè)窯爐中的高溫?zé)峤粨Q器等，使用溫度可達(dá)1300℃；用電鍍方法將碳化硅微粉體涂 敷于水輪機(jī)葉輪上，可以大大提高葉輪的耐磨性能，延長(zhǎng)其檢修周期。用碳化硅制成的托輥，早已成功地應(yīng)用于軋鋼機(jī)上，它比金屬托輥有更好的耐熱性與耐磨性， 并能改善所軋鋼材的質(zhì)量。用碳化硅材料制成的砂泵及水力旋流器，具有很好的耐磨性能；用碳化硅材料制成的缸套等耐磨件可廣泛用于石油和化工等行業(yè)。碳化硅 還可作為高溫?zé)釞C(jī)械用材料，被首選為熱機(jī)械的耐高溫部件。諸如：作高溫燃汽輪機(jī)的燃燒室、渦輪的靜葉片、高溫噴嘴等。用碳化硅制成活塞與氣缸套用于無(wú)潤(rùn)滑 油無(wú)冷卻的柴油機(jī)上，可減少摩擦30%~50%，使噪聲明顯降低。

碳化硅耐磨密封件圖示

小結(jié)：碳 化硅陶瓷在石油、化工、汽車、機(jī)械和宇航等領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，迫切需要在提高碳化硅陶瓷性能的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本。實(shí)現(xiàn)碳化硅陶瓷的低溫?zé)Y(jié)， 可顯著降低能耗，明顯降低生產(chǎn)成本，推動(dòng)碳化硅陶瓷產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。與其它結(jié)構(gòu)陶瓷相比，碳化硅原料來(lái)源豐富、制備工藝方法多，可以適應(yīng)各種不同使用工況的 要求，是除了氧化鋁以外最可能形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的工程結(jié)構(gòu)陶瓷。世界各國(guó)都十分重視碳化硅陶瓷的研究與應(yīng)用開發(fā)。

（粉體圈 作者：梧桐）