反应一重结晶烧结工艺

       传统的硅碳棒制备工艺是一种埋烧式的反应烧结工艺，一般是将绿硅碳棒、石墨、炭黑和工业硅与煤、沥青、煤焦油等按一定的比例混合均匀，然后挤出成型制成生坯，将生坯用一定比例的石油焦、石英砂、硅碳棒粉料填充，然后再加热烧制。它是以新生成的硅碳棒晶体为连接相，将原来的硅碳棒晶体结合在一起，形成一个整体。此种工艺一般分两次烧结，在第一次烧结直接将生坯放入碳管炉内烧结，但是这种烧结方法缺点很多:第一，烧结时间过长;第二，产品中电阻不均匀;第三，粘合剂在烧结后残留杂质相当多，直接影响烧结物各组分相互间的结合能力，使机械强度降低。

       将经过一次烧结的硅碳棒半成品坯料，埋入二氧化硅和碳的混合粉末中，直接通电，在1900℃以上的高温中，硅碳棒重新结晶，得到成品的硅碳棒。在二次烧结中，埋料二氧化硅和碳的混合粉末的作用，主要是在高温时，在硅碳棒半成品坯料周围形成还原气氛，以防止坯料氧化和促进硅碳棒晶体的生长。在二次烧结中，希望硅碳棒晶体生长时，能尽量使晶粒长大。因为硅碳棒晶粒大，电阻增加率就小，硅碳棒在使用时就不易氧化，寿命长，质量高。通常为了使晶粒长大，在二次烧结时采用提高烧结温度，或延长烧结时间的方法。这种方法，可以使硅碳棒坯料内部的晶粒长得大一些，但是却使表面受到严重损害，不仅表面变得粗糙，而且使部分电阻值变化较大，影响产品质量。这是因为在高温时，二氧化硅还原时所产生的硅分子(气相)与碳分子结合所生成的硅碳棒，参与到硅碳棒坯料表层正在生长中的硅碳棒晶体，使硅碳棒晶粒畸形，以致坯料表面变得粗糙，严重时，甚至表层脱落。日本人在二次埋烧时，采用以硅碳棒粉末为主(75%)的埋料，将新生成的硅碳棒分子与硅碳棒埋料隔离起来，保护里面的硅碳棒坯料。这种种方法比较有效，而且简单易行。重结晶烧结工艺

       重结晶硅碳棒是选用高纯的硅碳棒粗细颗粒，再加入有机粘合剂和水混合均匀，然后挤出成lFU，将制成的生坯干燥后，在真空或惰性保护气氛的碳竹炉中，在烧结而成。它是以细粉在温下燕发凝聚成的新的硅碳棒为连接相，将坯体中的粗颗晶体结合在一起，形成一个整体。与反应埋烧式的烧结工艺相比，此工艺生产周期缩短，仅需一次烧成即可达到硅碳棒要求，生产中无污染气体产生，耗能也大大降低，产品烧成率也大大提高，各项性能指标均达到硅碳棒行业标准。硅碳棒的质量稳定性、均一性都较好。因此这种烧结工艺有取代反应埋烧工艺的趋势。

       由于使用的原料不同，反应一重结晶工艺制备的硅碳棒与重结晶烧结工艺制备的硅碳棒性能差别较大。反应一重结晶工艺烧结温度低，其硅碳棒的使用温度也较低，一般在1350℃以下，由于其在原料中掺入Si和c粉，但很难充分混合，因此在烧结时很难完全反应生成硅碳棒，硅碳棒容易留有残留的Si和Co这样使硅碳棒在高温时容易发生氧化反应，致使电热硅碳棒的电阻增大，使用寿命降低。而重结晶硅碳棒的原料全部采用高纯的绿硅碳棒，烧结机制是蒸发凝聚机制，硅碳棒的性质基本上与硅碳棒性质相同。由于其烧结温度高(2300-2450℃)，因此使用温度也较高，最高使用温度可以达到1600 ℃。由于其使用了大颗粒，烧结后材料的晶粒大，因此抗氧化性能佳，使用寿命也更长。http://www.zbqunqiang.cn/