负责人:史忠旗
所在学院：材料学院
一、项目简介
SiC陶瓷具有较高的热导率，高温强度高、抗侵蚀和抗氧化能力强，抗热震性良好，作为蓄热体材料性能优势显著。但目前SiC蜂窝陶瓷存在工艺成本高、大尺寸产品成型及烧结难度大等问题，限制了其应用。针对上述问题，本项目从原料组分、成型及烧结等方面进行系统研究与优化，成功开发出了高性能、低成本的大尺寸SiC蜂窝陶瓷蓄热体。
二、产品性能优势
蜂窝陶瓷特点：（1）比表面积大；（2）化学性质稳定；（3）抗腐蚀；（4）良好的蓄热性能；（5）良好的热震性能；（6）优异的高温性能。其性能与其他蓄热材料的对比如下表所示。
性能 |
SiC蜂窝陶瓷 |
对比产品厂商典型值及标准规定值 |
堇青石 |
堇青石莫来石 |
莫来石 |
刚玉莫来石 |
厂商典型值 |
JCT2135 |
厂商典型值 |
JCT2135 |
厂商典型值 |
JCT2135 |
厂商典型值 |
JCT2135 |
容重/g.cm-3 |
0.88 |
0.6~0.8 |
0.4~0.8 |
0.7~0.9 |
0.5~0.9 |
0.8~1.0 |
0.6~1.1 |
0.9~1.1 |
≥0.9 |
体积密度/ g.cm-3 |
2.15 |
1.9~2.6 |
/ |
2.9~3.2 |
/ |
2.9 |
/ |
/ |
/ |
热膨胀系数 （20~1000℃）/10-6.k-1 |
5.5 |
1.8~2.3 |
≤2.5 |
4~5 |
≤3 |
5~6 |
≤5.5 |
5~6.5 |
≤6 |
比热容（RT） /J.g-1.k-1 |
25℃ |
1.235 |
≥0.85 |
≥0.75 |
≥0.9 |
≥0.75 |
≥1.0 |
≥0.8 |
≥1.1 |
≥0.8 |
热导率（RT） /W.m-1.k-1 |
25℃ |
24.6 |
≥1 |
/ |
≥1.1 |
/ |
≥1.2 |
/ |
≥1.2 |
/ |
强度/ MPa |
轴向压缩 |
45.7 |
≥20 |
≥20 |
≥22 |
≥20 |
≥22 |
≥20 |
≥25 |
≥20 |
径向压缩 |
10.4 |
＞8 |
≥3 |
＞10 |
≥3 |
＞10 |
≥4 |
＞12 |
≥4 |
抗热震性/℃ |
* |
250~360 |
≥500 |
250~300 |
≥400 |
230~350 |
≥300 |
/ |
≥300 |
由表可知，SiC蜂窝陶瓷综合性能远优于现有蜂窝陶瓷产品。
三、市场前景及应用
蜂窝陶瓷蓄热体是蓄热式高温燃烧技术的核心部件，在加热炉、锻造炉、溶化炉、均热炉等工业炉窑中应用广泛，典型应用：如回转式空气预热器（APH）中的应用。
图1 大尺寸SiC蜂窝陶瓷
图2 大尺寸SiC蜂窝陶瓷在回转式空气预热器（APH）中的应用
四、技术成熟度
♦概念验证 □原理样机 □工程样机 ♢中试 ♦产业化
五、合作方式
♦联合研发 ♦技术入股R转让 ♢授权（许可）♦面议
