高压电瓷行业无压烧结碳化硅

在二氧化硅为碳还原的电热过程中，根据还原剂的数量以及温度条件、加热速度等，可能得到SiC或金属硅，其总的反应方程式分别是：

(1) SiO2+3C = SiC+2CO

(2) SiO2 + 2C =Si+2CO

    式（1）相应于碳化硅电阻炉的情况，式（2）相当于冶炼金属硅的电弧炉的情况。另外，硅的低价氧化物一氧化硅SiO的存在已是确定的事实，其颜色由金黄色到褐色，具有立方晶格，晶格常数a=5.6A，其特点是挥发性比SiO2及都高得多。

    这就提出了一个问题，即在碳化硅冶炼炉中SiO2与C之间的反应里程如何，首先形成的是Si、还是SiO还是SiC呢？

   从热力学上看，在S102与C的几种反 应中，反应(2)是最可能发生的，它在1498K(1225。C)就可能 发生了。但是可能性并不等于现实性。根据化学动力学原理，化 学反应的必要条件之一是反应物的分子之间要互相碰撞，故毎一 基元反应可以用同时碰撞而发生反应的分子数来分类，多数是单 分子反应和双分子反应，三分子反应很少见，四分子反应几乎不 可能发生。所以可以推测需要因分子碰撞的反应(2)是很难直接 发生的，它不是基元反应，而是一个复杂反应，应有若干中间阶 段。 多次的观察及专门的试验证实，在常压下进行Si02的还原时 有气态的sio中间产物生成。 例如，日本昭和电工株式会社设计的立方碳化娃制造炉就是 首先通过挂砂和焦炭的反应制得气态的一氧化桂，再把这种气体 通入另一个装有焦炭的反应室来制取碳化硅。

在灰铁、球铁和可锻铸铁方面，都是通过SiC+FeO=Si+Fe+CO[1]这个反应，用SiC来降低FeO和MnO在渣中的含量，从而净化铁液。由于碳化硅的熔点较高，高压电瓷行业废碳化硅，加入碳化硅的时间是关键，如果加入太晚，碳化硅未全部进行熔解扩散，其中未熔融的碳化硅会以颗粒状的形态存在于铁液中，在铁液浇注后反而会形成渣眼；如果加入时间太长，铁液经过长时间的熔炼后，碳化硅所形成的形核也会慢慢消失，只能起到简单的增硅作用。因此建议，碳化硅的加入时间是在中频炉熔融1/3炉料时，并且炉料已经化清时加入，伴随着铁液的搅拌作用，碳化硅的扩散效果会更好。笔者公司通过对比不加和加1%碳化硅的原铁液白口，检测三角试块对比（图4、图5），加入碳化硅的原铁液白口为6mm，不加碳化硅的原铁液白口为10mm。由于碳化硅经过一系列的冶金反应，反应产物中非平衡石墨可作为石墨生长的有效核心，降低了原铁液的白口倾向。

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