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碳化硅!航母甲板耐磨不可或缺的材料
更新日期:2018-12-03   来源:化学达人   点击:40  

 10月28日大连传出的国产002航母山东舰新动态可以说极为振奋人心,在鞭炮声和欢呼声中,随着拖船的拖带,山东舰开始了第三次试航。海军89号综合保障船首次随山东舰共同出海,这可能是山东舰服役前的最后一次海试。

目前航母甲板上已经涂了一层一种耐高温、防腐蚀的底漆。在这层底漆之上,还将涂上耐磨的SiC涂层。为什么还要涂SiC呢?

SiC是什么?

SiC俗称金刚砂,又称碳硅石,是一种典型的共价键的化合物,自然界几乎不存在。1890年Eword和G.Acheso在碳中加硅作为催化剂想合成金刚石时,制备了SiC。

iC是由相同四面体构成了单位晶胞,其中,硅原子在中心位置,碳原子在硅原子周围。碳化硅有α-SiC和β-SiC两种,可以根据晶体结构不同进行分别,通常α-SiC为六方或菱面体,而β-SiC为立方体,所以,也可将β-SiC称为立方碳化硅。α-SiC已经发现了70多种变体,主要是由于晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同。同时,α-SiC为高温型,β-SiC为低温型,在2100℃以上时β-SiC会转变为α-SiC。

SiC为什么可以做航母的涂层?

SiC氧化后可以在表面形成一层SiO2薄膜,其在高温1500~1600℃以下抗氧化性能好。此外SiC还具有其他优异的物理化学性能,如高熔点、高硬度、耐腐蚀等,因此,在航空航天、兵器装备等领域具有广阔的应用前景。但SiC本身不能作为结构材料使用,所以通常采用制备涂层的方法,以利用其耐磨性以及抗烧蚀性。

碳化硅的制备方法简介

近年来,在高新技术领域发展起来的超细碳化硅粉体制备的方法,主要归为三种:固相法、液相法和气相法。

A.固相法:碳热还原法、Si与C直接反应法(包括高温自蔓延合成法和机械合金化法)。

B.液相法:溶胶—凝胶法、聚合物热分解法和溶剂热法。

C.气相法:气相反应沉积法(CVD)、等离子体法、激光诱导气相法。

不同制备工艺制得的产品性能有一定的差别。目前,碳化硅粉体制备技术日趋完善:

固相法原料便宜、质量稳定、易实现工业化生产;

液相法可制得纯度高的纳米级微粉;

气相法所得粉末纯度高,颗粒团聚少,组分易于控制,但成本高、产量低,不易实现大批量生产。

 

 

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