探究碳化硅質(zhì)耐火材料化學分析方法

李文杰

（山東阿爾普爾節(jié)能裝備有限公司，山東 濟南 271199）

對于碳化硅來說，它具有著很好的化學穩(wěn)定性和耐火性能，因為這些性能所以如今被廣泛的應(yīng)用于耐火材料之中。但是現(xiàn)階段我們國家并沒有一個相對完成的化學分析方法來分析不同含量的碳化硅耐火材料，所以相關(guān)人士還需要對這方面的工作去不斷的進行試驗研究。

1 碳化硅的分類及制品生產(chǎn)和具體應(yīng)用

1.1 碳化硅的分類

對于工業(yè)上使用的碳化硅來說，一般都會有百分之二左右的雜質(zhì)，這其中主要有鋁和鈣以及二氧化硅還有鎂及碳等。在對碳化硅進行分類的時候，如果根據(jù)它的主要用途以及色澤來劃分，那么主要有黑色碳化硅和綠色碳化硅以及礬土碳化硅。對于黑色碳化硅來說，它主要就是用來研磨耐火材料或是其他材料。而綠色碳化硅主要就是用來制造硅碳棒等電阻元件，礬土碳化硅它的主要作用是制造避雷器和熱敏電阻等。

1.2 碳化硅制品的生產(chǎn)

碳化硅砂的形成主要就是在電爐中用高溫來煉制碳質(zhì)原料和二氧化硅所煉制成的，同時碳化硅砂是各種碳化硅制品的骨料，它主要是用硅粉或是硅酸鹽和氧化物在高溫的租用下結(jié)合而成的材料，中間經(jīng)過成型過程，最終燒制而成。

1.3 碳化硅的應(yīng)用

碳化硅質(zhì)的耐火材料自身具有著一定的特殊性能，這樣的性能一定程度上也決定耐火材料可以在不同的工業(yè)領(lǐng)域和不同的條件下被廣泛使用。碳化硅質(zhì)耐火材料因為自身的導(dǎo)熱性比較高，所以在加熱式爐底和制造馬弗爐及一端封閉式測溫管還有熱電偶套管中都得到了十分廣泛的應(yīng)用，另外換熱器和滲碳箱以及大磚也都應(yīng)用了碳化硅質(zhì)耐火材料。

在臥式蒸餾罐和鋅蒸餾塔等非直接加熱式窯爐結(jié)構(gòu)中也會大量的應(yīng)用碳化硅制品，碳化硅質(zhì)的耐火材料在比較廣的溫度范圍之中，它的耐磨性和機械強度均直所以可以更好的使用它來制造那些比較耐機械磨損的部件。

碳化硅質(zhì)耐火材料之所以在裝置中的使用和有色冶金以及化學工業(yè)的各種窯爐中都有很好的效果，這些情況都是由于它自身具有的特殊化學性質(zhì)決定的，另外在蒸汽鍋爐中也可以使用碳化硅質(zhì)耐火材料。

碳化硅質(zhì)耐火材料在我國的工業(yè)中現(xiàn)在使用的規(guī)模還嚴重不足，但是最近這些年來在生產(chǎn)規(guī)模上也呈現(xiàn)出了增長的趨勢，在整個工業(yè)中，尤其是其中的黑色冶金和陶瓷工業(yè)對碳化硅質(zhì)耐火材料都有很好的使用可能性。

2 碳化硅耐火材料的分析項目

2.1 碳化硅的分析

對碳化硅實際進行分析的時候，現(xiàn)在主要有間接法和直接法。對于間接法來說又可以分成測定碳化硅中的硅和碳來進行換算這兩種類型，這樣的方法對相關(guān)儀器的要求并不是十分高，而且換算系數(shù)上也比較小，不過在實際進行測試的時候，一般時間都比較長，而且操作起來十分復(fù)雜又不是很容易掌握。直接法它的適用范圍相對比較窄，適用起來簡便快捷，這樣的也可以細分為兩種。

其一是使用硫酸和硝酸以及氫氟酸來對試樣進行處理，讓試樣中的硅酸和游離硅可以定量的揮發(fā)掉。除去可溶性物質(zhì)的時候加入適量的鹽酸進行過濾，把那些不溶殘渣全部都灼燒掉，之后進行稱量，最終得出的就是碳化硅的實際含量，這樣的方法在純碳化硅試樣中比較適用，那些雜質(zhì)比較多的使用并不建議使用這樣的方法。

其二處理試樣的時候用氫氟酸硫酸來進行處理，使用焦硫酸鉀熔融掉其中的相關(guān)殘留物，浸取的時候使用鹽酸溶液來進行，之后在將其有效的過濾，其中的不溶物就是碳化硅。這樣的方法比較適用于結(jié)合劑可被焦硫酸鉀去有效的分解的各種碳化硅制品試樣，這樣的方法在準確度方面表現(xiàn)的并不是很好，所以實際要求會比較嚴格，因此測定的時候要使用間接法來進行。

2.2 游離碳的分析

在實際對游離碳進行分析的時候，現(xiàn)階段主要有氣體容量法和燃燒重量法以及氣體重量法這三種方法。

對于氣體容量法來說，這種方法分析的速度十分快，而且精度相對也比較高，同時在操作上也十分簡便，所以這樣的方法被應(yīng)用的頻率比較高。而燃燒重量法這樣的方法只可以適用在純碳化硅的試樣，另外含有結(jié)晶水和機物以及那些有揮發(fā)性質(zhì)的各種耐火材料并不能通過這樣的方法來進行測定。

2.3 游離硅的分析

實際對游離硅進行分析的時候可以采用硅鉬藍比色法去進行測定，現(xiàn)在主要可以分成間接法和直接法這兩種。間接法主要就是在氫氟酸混合液和硝酸鈉以及硝酸中把二氧化硅和游離硅有效的融入其中，讓后測出它的具體含量，在用這個含量減去二氧化硅的實際含量最終進行換算而得。

對于直接法來說，主要利用的是在熱的氫氧化鈉溶液中可以將游離硅溶于其中這樣的性質(zhì)，并和碳化硅以及二氧化硅之間相互分離，最后使用硅鉬藍比色獲得其具體含量。

2.4 二氧化硅的分析

對二氧化硅去進行分析的時候主要有重量鉬藍光度法和揮散法以及硅鉬藍比色法這三種方法，重量鉬藍光度法主要是采用鹽酸脫水和碳酸鈉硼砂熔融，實際分離之后采用鉬藍法去回收濾液中殘余的二氧化硅，這樣的方法一般來講準確度比較高，但是實際進行操作的時候相關(guān)流程會比較復(fù)雜，同時測定的周期也表現(xiàn)的比較長，因此這種方法現(xiàn)在一般都會用在碳化硅質(zhì)制品總硅量的測試中。

3 結(jié) 語

對于不同的耐火材料來說，如果想要測定其中碳化硅的實際含量，那么針對不同種類型的耐火材料就要去具有針對性的采用不同的方法去進行測定。