Nhờ các đặc tính vật lý tốt, cacbua silic thiêu kết phản ứng được sử dụng rộng rãi như một nguyên liệu hóa học chính. Phạm vi ứng dụng của nó có ba khía cạnh: sản xuất chất mài mòn; sản xuất các bộ phận gia nhiệt điện trở - thanh silic molypden, ống silic cacbon, v.v.; sản xuất các sản phẩm chịu lửa. Là một vật liệu chịu lửa đặc biệt, nó được sử dụng trong luyện gang thép làm lò cao, lò luyện gang và các công đoạn gia công dập khác, chống ăn mòn, hư hại và các sản phẩm chịu lửa mạnh; trong các nhà máy luyện kim loại hiếm (kẽm, nhôm, đồng) làm nguyên liệu nạp lò nấu chảy, ống dẫn kim loại nóng chảy, thiết bị lọc, nồi kẹp, v.v.; và trong công nghệ vũ trụ làm vòi phun đuôi động cơ dập, cánh tuabin khí tự nhiên nhiệt độ cao liên tục; trong ngành công nghiệp silicat, được sử dụng làm nhiều loại lò nung công nghiệp, nguyên liệu nạp lò điện trở kiểu hộp, lò nung; trong ngành công nghiệp hóa chất, nó được sử dụng làm máy phát điện khí, bộ chế hòa khí dầu thô, lò khử lưu huỳnh khí thải, v.v.
Việc sử dụng α-SiC nguyên chất để sản xuất các sản phẩm gặp khó khăn do độ bền tương đối cao khi nghiền thành bột siêu mịn kích thước nano. Các hạt thu được thường ở dạng tấm hoặc sợi, khi nghiền thành khối đặc, ngay cả khi nung đến nhiệt độ phân hủy cũng không tạo ra nếp gấp rõ rệt, không thể thiêu kết, dẫn đến độ đặc của sản phẩm thấp và khả năng chống oxy hóa kém. Do đó, trong sản xuất công nghiệp, người ta thường thêm một lượng nhỏ bột siêu mịn β-SiC hình cầu vào α-SiC và lựa chọn các chất phụ gia để thu được sản phẩm có mật độ cao. Các chất phụ gia dùng để liên kết sản phẩm, theo loại, có thể được chia thành oxit kim loại, hợp chất nitơ, than chì tinh khiết cao, chẳng hạn như đất sét, oxit nhôm, zircon, corundum zirconium, bột vôi, thủy tinh nhiều lớp, silicon nitride, silicon oxynitride, than chì tinh khiết cao, v.v. Dung dịch nước của chất kết dính tạo hình có thể là một hoặc nhiều chất như hydroxymethylcellulose, nhũ tương acrylic, lignocellulose, tinh bột sắn, dung dịch keo oxit nhôm, dung dịch keo dioxit silic, v.v. Tùy thuộc vào loại phụ gia và sự khác biệt về lượng thêm vào, nhiệt độ nung của khối nén không giống nhau, và phạm vi nhiệt độ là 1400~2300℃. Ví dụ, α-SiC 70% với phân bố kích thước hạt lớn hơn 44μm, β-SiC 20% với phân bố kích thước hạt nhỏ hơn 10μm, đất sét 10%, cộng thêm 4,5% dung dịch lignocellulose 8%, trộn đều, tạo hình với áp suất làm việc 50MPa, nung trong không khí ở 1400℃ trong 4 giờ, khối lượng riêng biểu kiến của sản phẩm là 2,53g/cm3, độ xốp biểu kiến là 12,3%, và độ bền kéo là 30-33mpa. Bảng 2 liệt kê các đặc tính thiêu kết của một số loại sản phẩm với các chất phụ gia khác nhau.
Nhìn chung, vật liệu chịu lửa silicon carbide thiêu kết phản ứng có đặc tính chất lượng cao ở mọi khía cạnh, chẳng hạn như độ bền nén cao, khả năng chịu sốc nhiệt tốt, khả năng chống mài mòn tốt, độ dẫn nhiệt cao và khả năng chống ăn mòn dung môi trong phạm vi nhiệt độ rộng. Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng nhược điểm của nó là hiệu quả chống oxy hóa kém, dẫn đến sự giãn nở thể tích và biến dạng trong môi trường nhiệt độ cao, làm giảm tuổi thọ. Để đảm bảo khả năng chống oxy hóa của vật liệu chịu lửa silicon carbide thiêu kết phản ứng, nhiều công việc lựa chọn đã được thực hiện đối với lớp liên kết. Việc sử dụng đất sét (chứa oxit kim loại) để nung chảy, nhưng không tạo ra hiệu ứng đệm, các hạt silicon carbide vẫn bị oxy hóa và ăn mòn trong không khí.
Thời gian đăng bài: 21/06/2023