成果信息

新型SiC材料及部件：一种新型碳化硅材料，气孔率接近为零，强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化，使用寿命长；该新型材料比一般SiC材料强度高５～１０倍以上。使用本材料设计制造的高温耐火结构件具有壁薄、重量轻、节能等优点。新型SiC性能特点:高强度， 影响耐火构件强度的主要因素是气孔大小、数量，新型碳化硅材料中的气孔完全由金属硅填充，从室温到高温其强度比传统SiC材料高5～10倍，这种新型碳化硅用于高温窑具可使窑具重量减半，产品装载量和节能效果成倍增加。高导热性能，新型碳化硅材料的导热率达到150W/m•K，是钢铁材料的三倍，氧化物结合碳化硅、氮化物结合碳化硅的10倍，重结晶碳化硅材料的7倍。该材料制成的窑具能承受急剧的温度变化，适用于快速烧成，可缩短烧成时间30～40％，也适用于要求对温度敏感的场合。优异的抗氧化性，由于该材料气孔率接近于零，新型碳化硅材料抗氧化性能大幅度改善，高温使用寿命可延长3～10倍。这种新型碳化硅一旦加热到高温，表面自然形成很薄的氧化物保护膜，这种膜即使损伤，在高温也会自动再生愈合，是氧化恶劣现象几乎不能发生。高辐射加热效率，新型碳化硅材料的远红外辐射率接近于黑体，将其用于热辐射部件，可极大的提高部件的热效率。优异的电阻特性，一般陶瓷为绝缘体，但新型碳化硅材料具有良好的导电特性，同时具有释放静电的功能，适用于需要此特性的许多场合。耐磨性能，新型碳化硅材料维氏硬度Hv>27GPa，在各种介质中具有极低的磨损率和摩擦系数，并且具有自润滑作用，特别是用于制造各种介质中的耐磨密封零件。该材料在高温具有优异的耐磨性能，适应于制造各种高温耐磨零件。优良的耐腐蚀性能，新型碳化硅材料具有良好的耐腐蚀性能，能耐各种温度条件下的酸介质的腐蚀，常温碱性介质的腐蚀。可用于制造有抗腐蚀要求的机械密封零件和热电偶保护管。结合材料的高导热性能、高密度，新型碳化硅材料也可用于大气、介质中各种热交换器件的制造。多孔SiC陶瓷高温过滤器件：多孔陶瓷是近年来快速发展并开始投入应用的一种新型功能材料；具有均匀分布的微孔或者孔洞，气孔率高、密度小，具有发达的比表面积及其独特的物理表面特性，对液体和气体介质有选择的透过性，具有能量吸收或阻尼特性，并且保留了陶瓷材料耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化性能等，在气体或液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、高级保温材料、生物植入材料、特种墙体材料和互感器材料等方面得到了广泛应用；在新兴的洁净煤技术，石油化工行业油气催化分离技术中尤为重要。)

背景介绍

传统热浸镀制品生产线的关键设备-热浸镀炉，都是采用铁质锅外热式结构；这种装备能耗高，热效率低，锌、铝资源消耗量高，铁锅腐蚀严重，寿命短，需要经常停炉检修或更换铁锅。主要表现为：纯锌浪费大,约占总用锌量的40%～50%。对于铁锅加热而言,主要由于熔锌对铁锅的腐蚀产生锌渣(锌铁合金)造成的；对于陶瓷锌锅的上加热，主要由于加热区高温使锌液面产生大量氧化锌灰所致。能耗高，加热效率低(低于60%)。尤其对于上加热，因锌液面的加热是靠加热体的热辐射实现的，其热效率仅为20%左右。镀锌产品质量差。由于测温热电偶的腐蚀,测温不准，导致产品上锌量不均；由于锌液不纯(含有锌渣)，镀锌层光泽差。镀锌设备(铁制锌锅)寿命低(玛钢件的高温镀锌仅20天)，镀锌设备的频繁维修更换，影响了生产的连续性。环境污染严重，因外加热方式能耗大，燃煤量多，产生大量的废气和微小的空气悬浮颗粒等造成了空气污染。)

应用前景

高温陶瓷过滤器具有过滤风速高、设备占地少，运行稳定和费用低等优点，因此在洁净煤燃烧循环发电（PFBC和IGCC）系统高温气体净化、管道高温煤气净化、燃煤锅炉、核废气处理、电石气炉、垃圾焚烧炉、化工行业高温催化气体净化与催化剂回收、高压热气体净化等领域有很大的应用前景。)