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Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】 碳化硅冶炼工艺设计 攀枝花学院 本科课程设计 碳化硅冶炼工艺设计 学生姓名：______王鑫林 学生学号：_____ 院（系）：______材料工程学院 年级专业：2013级材料科学与工程3班 指导教师： 李亮 助理指导教师： 二〇一六年十月 攀枝花学院本科学生课程设计任务书 题　目 碳化硅冶炼工艺 1、课程设计的目的 了解碳化硅的用途及前景，熟悉金属碳化硅冶炼技术及生产流程，培养学生的动手能力、分析问题和解决实际问题的能力。为进一步进行该工艺的研究打基础。 2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等） 设计内容： （1）设备选型； （2）工艺控制参数的选择和设计； 设计要求： （1）与生产实际应用相结合； （2）详细数据分析、计算。 3、主要参考文献 [1] 李游.碳化硅冶炼技术 [M].北京：中国致公出版社, 1998 [2] 崔小明.碳化硅的制备及应用[M].杭州化工，2000 [3] 李欢欢. 高性能碳化硅的成型及烧结工艺研究[D].北京交通大学,2009. [4] 李正峰. 金属有机化学与催化[M]. 科学出版社，2000 [5] 张术兵，魏长城，碳化硅的合成研究评述.材料科学与工程学报，2007 4、课程设计工作进度计划 (1)、9周星期一（10月24日）下达任务，查询资料； (2)、10周（10月31日—11月4日）形成初稿； (3)、11周（11月5日—11月9日）修改定稿。 指导教师（签字） 日期 年 月 日 教研室意见： 年 月 日 学生（签字）： 接受任务时间： 年 月 日 摘 要 碳化硅是用石英砂、石油焦、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。天然的碳化硅很少，工业上使用的为人工合成原料，俗称金刚砂，是一种典型的共价键结合的化合物。碳化硅是耐火材料领域中最常用的非氧化物耐火原料之一。合成碳化硅所用的原料主要是以 SiO2 为主要成分的脉石，低档次的碳化硅可用低灰分的无烟煤为原料。辅助原料为木屑和食盐。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体。大型碳化硅冶炼炉的炉子功率一般为10000kW，每1kg SiC电耗为6~7kW·h，生产周期升温时为26~36h，冷却24h。 硅质原料与石油焦在 2000~2500℃的电阻炉内通过以下反应生成碳化硅： SiO2+3C→SiC+2CO↑ -526.09Kj CO 通过炉料排出。加入食盐可与 Fe、Al 等杂质生成氯化物而挥发掉。木屑使物料形成多孔烧结体，便于CO 气体排出。 关键词 碳化硅，冶炼，原料，应用 目 录 TOC \o "1-3" \h \u 2 1 绪论 碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。 碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。 目前中国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。 碳化硅是由美国人艾奇逊在1891年电熔金刚石实验时，在实验室偶然发现的一种碳化物，当时误认为是金刚石的混合体，故取名金刚砂，1893年艾奇逊研究出来了工业冶炼碳化硅的方法，也就是大家常说的艾奇逊炉，一直沿用至今，以碳质材料为炉芯体的电阻炉，通电加热石英SiO2和碳的混合物生成碳化硅。 纯碳化硅为无色，而工业生产之棕至黑色系由于含铁之不纯物。晶体上彩虹般的光泽则是因为其表面产生之二氧化硅保护层所致。碳化硅至少有70种结晶型态。α-碳化硅【1】为最常见的一种同质异晶物，在高于2000 °C高温下形成，具有六角晶系结晶构造（似纤维锌矿）。β-碳化硅，立方晶系结构，与钻石相似，则在低于2000 °C生成。虽然在异相触媒担体的应用上，因其具有比α型态更高之单位表面积而引人注目，但直至今日，此型态尚未有商业上之应用。因其3.2g/cm3的比重及较高的升华温度（约2