碳矽棒

碳矽棒

碳矽棒指的是作用主要是耐火耐高溫材料,做高溫發熱的元件。

介紹

化學式SiC。為無色立方或六方晶體,表面氧化或含雜質時呈藍黑色。碳矽棒具有由矽原子和碳原子構成的三維空間結構,每一個原子被其他四個原子包圍。SiC有多種變體,結構大多是金剛石、閃鋅礦和纖維礦晶格。具有金剛石結構的SiC變體,俗稱金剛砂,其密度為3.217克/厘米3,硬度接近金剛石;具有高熱穩定性,隔絕空氣加熱到2700℃才升華分解;在空氣或水蒸氣中加熱到1000℃開始氧化,表面形成二氧化矽保護層。 碳矽棒在高溫下能被氯氣和鉻酸鹽等氧化劑強烈氧化,它對氫氟酸水溶液和濃硫酸穩定,對濃氫氟酸與硝酸的混合酸或磷酸不穩定。在空氣存在下,碳化矽能被溶融的鹼分解:

SiC+2NaOH+2O2─→Na2SiO3+CO2+H2O

SiC+Na2CO3+O2─→Na2SiO3+2CO2

在高溫下,碳矽棒具有還原性,能使一些金屬氧化物或矽酸鹽還原成金屬,甚至形成矽和金屬的化合物或合金。例如,1600℃時,碳矽棒與氧化鋁反應,生成鋁矽合金:

Al2O3+3SiC─→2Al+3Si+3CO

碳矽棒在1500℃時與三氧化二鐵反應生成矽化鐵,在1400℃與二氧化錫反應生成金屬錫。此外,碳矽棒還會被熔融的冰晶石分解。

在1400~1800℃高溫下,將純矽和碳直接化合,或將CH3SiCl3在氫氣中熱分解,均可製得較純的碳化矽。工業上採用二氧化矽與碳在2000℃高溫下反應來製取金剛砂:

SiO2+3C─→SiC+2CO

金剛砂主要用作磨蝕劑,用於砂輪;也可用作高溫電爐中的電熱棒(碳矽棒)和耐火材料。

注意事項

矽碳棒使用時, 每組棒應進行電阻配阻, 配阻的電阻允差為:

≥¢ 12mm 棒配阻, 電阻值允差≤ 0.2 Ω

≤¢ 8mm 棒配阻, 電阻值允差≤ 0.5 Ω

矽碳棒在使用過程中, 隨使用時間增加電阻值增加這種現象叫老化現象。 棒老化後會造成爐溫降低。 為了正常使用, 可適當提高電壓或改變接線方式, 使爐溫得到補償。

送電時,電壓應逐步增加。一般開始時電壓為額定電壓的一半為宜, 防止升溫過快。 送電時切忌超負荷運行。矽碳棒最好連續使用, 連續使用可以提高棒的壽命。

矽碳棒硬而脆, 故在裝卸、 運輸時應特別小心。 矽碳棒應放在乾燥地方, 以防鋁頭受潮變質。被加熱工件不能含有過高水分, 應預先乾燥, 以免影響棒的壽命。 如果是新窯或長時間沒有使用的窯爐必須用舊棒進行烘窯, 切忌用新棒烘窯。

矽碳棒在氫氣中使用, 棒體會變脆縮短壽命。矽碳棒與鹼金屬、 鹼、 矽酸鹽、 硼化物等接觸會產生腐蝕, 所以要避免它們與棒體接觸。矽碳棒接線夾應與棒體冷端的鋁頭緊密接觸。矽碳棒在使用過程中, 如發現斷裂、 或白炙現象, 應急時更換新棒。 以免影響其它棒的使用壽命。第一次使用矽碳棒的電爐,一段時間後如產生斷棒, 應進行整體更換。 更換下來的舊棒, 用來替換在以後使用時產生的斷棒。 在替換時, 應選擇與斷棒電阻相近的棒進行替換。

矽碳棒在安裝時, 不能與保溫材料接觸, 要用元件好的瓷管隔開。 以免因為漏電打火, 造成牆體燒熔。

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