改性硅樹脂結(jié)合高強度碳化硅不燒制品
一、 該產(chǎn)品的目前狀況:
碳化硅制品具有廣闊地應用領(lǐng)域,目前市場上的高檔碳化硅制品主要有氮化硅結(jié)合的碳化硅制品、賽隆結(jié)合的碳化硅制品和重結(jié)晶碳化硅制品,這些碳化硅制品具有高溫強度高、熱震穩(wěn)定性好、耐磨性強、導熱率高等優(yōu)良的性能,廣泛應用于冶金、機械、有色、陶瓷、化工和垃圾焚燒等領(lǐng)域并取得了良好的應用效果。正是由于其優(yōu)良的性能和良好的使用效果,因此其具有廣闊的市場前景,也成了眾多生產(chǎn)廠家競相生產(chǎn)的產(chǎn)品之一。
以上幾種碳化硅制品一般使用機壓或加壓振動成型,并通過在不同氣氛下高溫燒成制造而成。為了達到規(guī)模化生產(chǎn),其設(shè)備、窯爐等關(guān)鍵裝備投資巨大,為了形成穩(wěn)定的氮化硅、賽隆等結(jié)合相,一般采用氣氛燒成,因而生產(chǎn)周期長,制造成本十分昂貴。另外,由于其成型方法的限制,難以制造出形狀復雜的制品,從而限制了其在市場上的應用范圍。
因此,開發(fā)出生產(chǎn)工藝簡單、設(shè)備投資較少,可以使用多種成型方法,無需氣氛、高溫燒成的碳化硅制品就成了眾多科研工作者和材料生產(chǎn)廠家的工作目標之一。
二、 該產(chǎn)品的研制意義:
改性硅樹脂結(jié)合高強碳化硅制品的研制,就是為了順應上述要求而進行的,其研制成功,為我國碳化硅制品的生產(chǎn)和應用提供了更加堅實的基礎(chǔ)。通過使用改性硅樹脂作結(jié)合劑,無需很大的設(shè)備投入,成型方法也是十分多樣,可以機壓,也可以加壓振動、澆注或自流澆注,而且是低溫氧化氣氛燒成或烘烤,實現(xiàn)了碳化硅制品生產(chǎn)工藝簡單、快捷,生產(chǎn)出的碳化硅制品,其整體性能達到或超過氮化硅結(jié)合的碳化硅制品。本技術(shù)的研究完成,為我國碳化硅制品的生產(chǎn)和應用提供了廣闊地發(fā)展空間。我們相信,它的推廣應用將給碳化硅制品生產(chǎn)廠家?guī)砀蟮男б妫步o碳化硅的應用領(lǐng)域帶來更加廣闊的前景。
三、 該產(chǎn)品的技術(shù)特點:
本技術(shù)采用改性硅樹脂作結(jié)合劑,將其與碳化硅混合,再加入少量添加劑,通過機壓、加壓振動成型或振動澆注、自流澆注等成型,通過烘烤或低溫燒成即可完成制造過程,因此,該技術(shù)具有設(shè)備投資少,生產(chǎn)工藝簡單、快捷,產(chǎn)品成品率高的特點,適合所有的材料生產(chǎn)廠家。
利用本技術(shù)可以生產(chǎn)各種形狀和規(guī)格的碳化硅制品,產(chǎn)品的常溫強度、高溫強度、熱震穩(wěn)定性、耐磨性和導熱性等指標全部達到或超過氮化硅結(jié)合的碳化硅制品。
本技術(shù)的另一個特點是,制品的強度隨熱處理溫度的提高而增大,而且其可以在氧化氣氛下長期使用而不失去其所具有的性能。
四、 該產(chǎn)品的基本性能:
改性硅樹脂結(jié)合高強碳化硅制品的基本性能見下表:
項目 規(guī)格值
SiC,% ≥90
體積密度,g/cm3 ≥2.5
常溫耐壓強度,Mpa 650℃熱處理 ≥50
1000℃熱處理 ≥120
高溫抗折強度,Mpa
1400℃,0.5h ≥30
五、 該產(chǎn)品的預期使用效果:
改性硅樹脂結(jié)合高強碳化硅可以制造成任何形狀的制品,通過實踐證明,在相同的應用條件下,其使用壽命可以達到或超過氮化硅結(jié)合的碳化硅制品。特別是改性硅樹脂結(jié)合高強碳化硅的熱震穩(wěn)定性明顯優(yōu)于氮化硅結(jié)合的碳化硅制品。
六、 該產(chǎn)品預期產(chǎn)生的經(jīng)濟效益:
改性硅樹脂結(jié)合高強碳化硅制品的投入生產(chǎn)和使用,將給我國碳化硅制品生產(chǎn)制造方法帶來革命性的變革,預計產(chǎn)生經(jīng)濟效益有以下幾個方面:
(1)、材料生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)裝備上可節(jié)省大量的投入;
(2)、材料生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過程中可節(jié)省大量的運行費用;
(3)、由于生產(chǎn)效率的大幅提高,材料生產(chǎn)廠家可獲得更大的規(guī)模效益;
(4)、由于成型方法的多樣性,材料生產(chǎn)廠家可以生產(chǎn)各種形狀的制品,其應用范圍的增大也會給材料生產(chǎn)廠家?guī)砀嗟男б妗?
陳路兵 上海歆辰耐火材料技術(shù)中心
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