Debido a sus excelentes propiedades físicas, el carburo de silicio sinterizado por reacción se ha utilizado ampliamente como una importante materia prima química. Su ámbito de aplicación abarca tres aspectos: la producción de abrasivos; la fabricación de componentes de calentamiento por resistencia (varilla de silicio-molibdeno, tubo de silicio-carbono, etc.); y la fabricación de productos refractarios. Como material refractario especial, se utiliza en la fundición de hierro y acero, como altos hornos, cubilotes y otros procesos de estampación, para proteger contra la corrosión y el daño a la resistencia de los productos ignífugos; en fundiciones de metales raros (zinc, aluminio, cobre) para la carga del horno de fusión, tuberías transportadoras de metal fundido, dispositivos de filtrado, crisoles de sujeción, etc.; y en tecnología espacial, como tobera de cola de motor de estampación y álabes de turbina de gas natural de alta temperatura continua; en la industria del silicato, como cobertizos para hornos industriales, cargas para hornos de resistencia tipo caja y saggar; y en la industria química, se utiliza en la generación de gas, carburadores de petróleo crudo, hornos de desulfuración de gases de combustión, etc.
El uso puro de α-SiC en la fabricación de productos, debido a su alta resistencia, dificulta su molienda en polvo ultrafino a escala nanométrica. Las partículas, ya sean placas o fibras, se compactan y, incluso calentándolas a su temperatura de descomposición, no presentan un plegamiento evidente, no se sinterizan, presentan una baja densificación y una baja resistencia a la oxidación. Por lo tanto, en la producción industrial, se añade una pequeña cantidad de polvo ultrafino de β-SiC esférico al α-SiC y se seleccionan aditivos para obtener productos de alta densidad. Como aditivo para la unión de productos, se pueden clasificar en óxidos metálicos, compuestos nitrogenados, grafito de alta pureza (como arcilla, óxido de aluminio, circón, corindón de circonio, polvo de cal, vidrio laminado, nitruro de silicio, oxinitruro de silicio, grafito de alta pureza, etc.). La solución acuosa del adhesivo de formación puede ser una o más de hidroximetilcelulosa, emulsión acrílica, lignocelulosa, almidón de tapioca, solución coloidal de óxido de aluminio, solución coloidal de dióxido de silicio, etc. Según el tipo de aditivos y la diferencia en la cantidad de adición, la temperatura de cocción del compacto no es la misma, y el rango de temperatura es de 1400~2300℃. Por ejemplo, α-SiC70% con una distribución del tamaño de partícula de más de 44μm, β-SiC20% con una distribución del tamaño de partícula de menos de 10μm, arcilla 10%, más 4.5% de solución lignocelulósica 8%, mezclado uniformemente, formado con una presión de trabajo de 50MPa, cocido al aire a 1400℃ durante 4h, La densidad aparente del producto es de 2.53g/cm3, la porosidad aparente es del 12.3% y la resistencia a la tracción es de 30-33mpa. Las propiedades de sinterización de varios tipos de productos con diferentes aditivos se enumeran en la Tabla 2.
En general, los refractarios de carburo de silicio sinterizado por reacción presentan propiedades de alta calidad en todos los aspectos, como alta resistencia a la compresión, alta resistencia al choque térmico, buena resistencia al desgaste, alta conductividad térmica y resistencia a la corrosión por solventes en un amplio rango de temperaturas. Sin embargo, su desventaja es su bajo efecto antioxidante, lo que provoca expansión y deformación de volumen en entornos de alta temperatura, reduciendo así su vida útil. Para garantizar la resistencia a la oxidación de los refractarios de carburo de silicio sinterizado por reacción, se ha realizado un amplio trabajo de selección en la capa de unión. La aplicación de la fusión de arcilla (que contiene óxidos metálicos) no proporcionó un efecto amortiguador, por lo que las partículas de carburo de silicio aún están sujetas a la oxidación y corrosión por aire.
Hora de publicación: 21 de junio de 2023