隨著科技發(fā)展,信息、能源、材料、生物工程已成為當(dāng)今社會生產(chǎn)力發(fā)展的四大支柱,材料學(xué)更是其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。碳化硅作為近幾年材料學(xué)的重點成果之一,因其獨特的物理化學(xué)性能備受矚目。
碳化硅(SiC)陶瓷的基本結(jié)構(gòu)單元是相互穿插的SiC和CSi四面體,這些四面體共邊形成平面層并通過頂點與下一疊層四面體相連,從而形成三維結(jié)構(gòu)。這種獨特的晶體結(jié)構(gòu)賦予了碳化硅陶瓷許多優(yōu)異的性質(zhì),如耐磨損、耐高溫、高強度、抗氧化性、抗腐蝕性、熱傳導(dǎo)能力、弱導(dǎo)電性和低摩擦系數(shù)等。
特點及應(yīng)用:
1、防彈領(lǐng)域(硬度高、密度?。?/strong>碳化硅陶瓷的硬度HV0.5≥2600,這讓其可以有效的阻攔子彈甚至撞碎彈頭,密度為3.10-1.15g/cm3,遠低于金屬等材質(zhì),對穿戴者和裝備負荷小,符合防彈材料需求。然而,碳化硅陶瓷的缺點也不容忽視,其斷裂韌性較低,即脆性較大。為了改善這一點,精城研發(fā)生產(chǎn)了基于碳化硅陶瓷的復(fù)相防彈陶瓷,通過纖維(或晶須)補強、異相顆粒彌散強化等手段,有效提升了材料的韌性和強度,進一步提升其防彈性能。
2、化工領(lǐng)域(耐腐蝕、耐磨損、耐高溫):1200到1400攝氏度時,普通陶瓷材料的強度會顯著降低,但碳化硅在此溫度下的抗彎強度仍保持在500到600MPa,使得它的工作溫度可以達到驚人的1600到1700攝氏度?;ゎI(lǐng)域輸送的材料比較復(fù)雜,有許多帶有強酸強堿以及高溫的物料,且?guī)в休^強磨損,對輸送管道要求很高。碳化硅陶瓷管道耐酸堿腐蝕、耐磨損、耐高溫可以解決化工行業(yè)物料輸送難題。
3、硅工業(yè)領(lǐng)域(降低污染):碳化硅陶瓷主要由碳和硅兩種元素組成,硅工業(yè)中,這種成分能夠有效降低材料污染。
4、防爆車間(弱導(dǎo)電性):某些含有易燃易爆氣體、粉體的車間對于消除靜電要求極高,碳化硅陶瓷具有弱導(dǎo)電性,可以有效消除靜電。
除此之外,碳化硅陶瓷在輕工業(yè)、機械工業(yè)、冶金、航海航天、光學(xué)領(lǐng)域也都有廣泛應(yīng)用。
??文/謝勇