碳化硅特性

第1篇：碳化硅特性

碳化硅性能

碳化硅在自然界几乎不存在，工业上应用的碳化硅是一种人造材料。工业方法生产碳化硅，通常是由SiO2粉和碳粉在高温下还原反应生成。碳化硅分子式为SiC，碳化硅是典型的共价键结合的化合物，它有α和β两种晶型，即立方型和六方型。立方型称为β—SiC，它是在1800℃—2000℃形成，属低温产物，主要用于微型轴承的超精研磨。六方型称为α—SiC，它是在2000℃以上形成的。碳化硅在一个大气压下的分解温度为2400℃，无熔点。α—SiC的理论密度是3.18g/cm3，其莫氏硬度在9.2—9.3之间，显微硬度3300kg/cm2。

碳化硅耐高温，与强酸、强碱均不起反应，导电导热性好，具有很强的抗辐射能力。用碳化硅粉直接升华法可制得大体积和大面积碳化硅单晶。用碳化硅单晶可生产绿色或蓝色发光二极管、场效应晶体管，双极型晶体管。用碳化硅纤维可制成雷达吸波材料，在军事工业中前景广阔。碳化硅超精细微粉是生产碳化硅陶瓷的理想材料。碳化硅陶瓷具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度，优良的抗氧化性，耐腐蚀性，非常高的抗磨损以及低的磨擦系数，而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最好的材料，如晶须补强可改善碳化硅的韧性和强度。

由于碳化硅优异的理化性能，使其在石油、化工、微电子、汽车、航天航空、激光、原子能、机械、冶金行业中广泛得到应用。如砂轮、喷咀、轴承、密封件、燃气轮机动静叶片，反射屏基片，发动机部件，耐火材料等。

碳化硅虽然是一种优良的磨料及优异的功能材料，但冶炼碳化硅耗电量大，平均每吨耗电9000度，占生产成本的30%以上。

超细粉体技术是近几年发展起来的一门新技术，涉及到材料、化工、军工、航天、电子、机械、控制、力学、物理、化学、光学、电磁学、机械力化学、理论力学、流体力学、空气动力学等多种学科和多领域，其综合性高，涉及面广，是典型的多学科交叉新领域。

高纯碳化硅粉体材料中的超精细碳化硅微粉，由于粒度细，分布窄，质量均匀，因而具有比表面积大，表面活性高，化学反应快，溶解度大，烧结温度低且烧结强度高，填充补强性能好等特性，以及独特的电性、磁性、光学性能等，广泛应用于国防建设、高技术陶瓷、微电子及信息材料产业，市场前景看好。

国防建设是国家经济稳定发展的柱石，国防建设提出的材料性能问题往往不但有一定的科学深度，而且有显著的经济、社会效益，能带动和促进企业的发展，特别是能拓宽市场和研究领域，促进科技与经济的结合，促进企业与研究院所和大专院校的结合。防卫和进攻是国防建设的两大主题，超精细碳化硅粉在这两个领域有着举足轻重的作用。用超精细碳化硅复合材料制造成坦克和装甲车复合板，这种复合板较普通坦克钢板重量轻30%—50%，而抗冲击力可较之提高1—3倍，是一种极好的复合材料。在电子对抗干扰试验中，将各种金属超细化与碳化硅粉体材料制成混合物，用于干扰弹中，对敌方电磁波的屏蔽与干扰效果良好。隐形、隐身飞机、舰船、坦克、装甲车辆为了躲避雷达及卫星的电磁信号，通常采用超精细碳化硅等非金属材料为制造材料。最新研究发现，采用粒径小于5微米的碳化硅超精细微粉制成的涂层涂覆在舰船外表面上可防止海水对其表面的电化学腐蚀，因为碳化硅超精细微粉既具有良好的防腐性能，又具有良好的导电性能。

具有特殊功能(电、磁、声、光、热、化学、力学、生物学等)的高技术陶瓷是近20年迅速发展的新材料，被称之为继金属材料和高分子材料后的第三大材料。在制备高性能陶瓷材料时，原料越纯、粒度越细，材料的烧结温度越低，强度和韧性越高。一般要求原料的粒度小于1微米甚至更细，如果原料的细度达到纳米级，则制备的陶瓷称之为纳米陶瓷，性能更加优异，是当今陶瓷材料发展的最高境界。高纯碳化硅粉体材料是高技术陶瓷材料的重要组成部分，用碳化硅微粉制成的喷咀、轴承、测温保护管、密封件活跃在国民经济各个领域。一旦我公司纳米级碳化硅超精细微粉工业化生产研制成功，陶瓷发动机的制造将不再是梦想。

现代微电子和电子信息产业最近几年发展很快，推动了社会的进步，是朝阳产业，可以说二十一世纪是电子信息的时代，信息离不开传输媒体——电脑，硅晶片是电脑最基本的组成元件，碳化硅粉体材料是切割硅晶片的主要原料，所以说，现代微电子和电子信息产业与碳化硅粉体材料的发展息息相关。随着全球电子信息及太阳能光伏产业对硅晶片需求量的快速增长，硅晶片线切割用碳化硅微粉的需求量也正在迅速增加。

以碳化硅(SiC)及GaN为代表的宽禁带材料，是继Si和GaAs之后的第三代半导体。与Si及GaAs相比，SiC具有宽禁带、高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率、化学性能稳定等优点。所以，SiC特别适合于制造高温、高频、高功率、抗辐射、抗腐蚀的电子器件。此外，六方SiC与GaN晶格和热膨胀相匹配，也是制造高亮度GaN发光和激光二极管的理想衬底材料。SiC晶体目前主要应用于光电器件如蓝绿光发光二极管以及紫外光激光二极管和功率器件包括大功率肖托基二极管，MES晶体管微波器件等。

与硅(Si)和砷化镓(GaAs)为代表的传统半导体材料相比，碳化硅(SiC)半导体在工作度、抗辐射、耐高击穿电压性能等方面具有很大优势。 碳化硅(SiC)作为目前发展最成熟的宽带隙半导体材料，具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点，其优异的性能可以满足现代电子技术对高温、高频、高功率、高压以及抗辐射的新要求，因而是半导体材料领域最有前景的材料之一。碳化硅(SiC)半导体器件在航空、航天探测、核能开发、卫星、石油和地热钻井勘探、汽车发动机等高温(350～500oC)和抗辐射领域具有重要应用;

高频、高功率的碳化硅(SiC)器件在雷达、通信和广播电视领域具有重要的应用前景;(目前航天和军工下属的四家院所已有两家开始使用，订货1亿/年，另两家还在进行测试，在航天宇航碳化硅器件是不可取代的，可以抵御太空中强大的射线辐射及巨大的差，在核战或强电磁干扰作用的时候，碳化硅电子器件的耐受能力远远强于硅基器件，雷达、通信方面有重要作用)

此外，由于碳化硅(SiC)晶体与氮化镓(GaN)晶体在晶格和热膨胀性能相匹配，以及具有优良的热导性能，碳化硅半导体晶片也成为制造大尺寸，超高亮度白光和蓝光氮化镓(GaN)发光二极管(LED)和激光二极管(LD)的理想衬底材料， 为光电行业的关键基础材料之一。 市场现状早在上个世纪六十年代初，碳化硅半导体在物理、电子等方面的性能远优于硅半导体这一特征便被广泛认知。 经过近五十年的发展，硅半导体产业已成为全球每年近万亿美元的巨型产业，而以碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体产业还正处于起步阶段，2005年全球SiC半导体产业规模为10亿美元。这是因为在上个世纪六十年代，单晶硅生长技术已经渐趋成熟，而掌握碳化硅晶体生长技术只是九十年代末期之事。

经过数十年不懈的努力，目前，全球只有少数的大学和研究机构研发出了碳化硅晶体生长和加工技术。在产业化方面，只有以美国Cree为代表的少数几家能够提供碳化硅晶片，国内的碳化硅晶片的需求全赖于进口。目前，全球市场上碳化硅晶片价格昂贵，一片2英寸碳化硅晶片的国际市场价格高达500美元(2006年)，但仍供不应求，高昂的原材料成本占碳化硅半导体器件价格的百分之四十以上，碳化硅晶片价格已成为第三代半导体产业发展的瓶颈。因而，采用最先进的碳化硅晶体生长技术，实现规模化生产，降低碳化硅晶片生产成本，将促进第三代半导体产业的迅猛发展，拓展市场需求。

关键技术：自行研发，设计制造了碳化硅晶体生长的设备，采用创新的技术路线实现碳化硅晶体生长高区等关键晶体生长条件的产生和控制;自行研发了碳化硅单晶生长的关键技术：碳化硅晶体生长区的最佳度和度梯度及其精确控制和调节、载气流量和气压的稳定保持、以及籽晶和原料的特殊处理。自行研发了碳化硅晶片加工的关键工艺技术：针对超硬的碳化硅，选取适当种类、粒度和级配的磨料以及适当的加工设备来切割、研磨、抛光;碳化硅晶片的抛光(CMP)和清洗工艺。(由于自制设备及低廉的电力成本，今年目前的生产成本仅是美国CREE的一半)目前，LED的成本正以每年20%速度降低，估计明年开始，用于普通照明的LED灯将大幅增加。

全能的高品质新光源在景观照明上替代霓虹灯，节能70%;在交通信号灯上替代白炽灯，节能80%;目前的发光效率已高于白炽灯，预计2010年将超过荧光灯，进入占全球电力消耗15%～20%的普通照明领域，节能效果将更显著。世界各国普遍看好LED照明的发展前景。美国、欧盟、日本和韩国，近年来纷纷为LED度身定制了推广计划并委以重任。在农业上，LED和太阳能电池联手可制成植物灯：白天，让植物尽情吸取阳光中的营养，晚上则用白天收集来的太阳能，让LED灯发出植物所需波长的光，提高农作物的产量。另外，还可以把LED调节成不发紫光的冷光源，用在水下照明，可不生苔藓。目前，LED由于成本较高，而且使用的是硅基底或红宝石基底，最高亮度只有100ml，还是比较暗的，所以目前仅广泛应用于景观照明、建筑外观照明、交通信号灯、道路照明、大尺寸液晶电视背光源和汽车照明等，我们的手机中大部分按键灯及闪光灯都是LED的。美国Cree开发出了以碳化硅为基底的高亮蓝光晶片，因为碳化硅可以承受上千伏的高压和500度的高，所以它的最高亮度可以达到1000-1500ml，完全可以取代普通照明灯。目前我们可以见到的100元左右的LED高亮手电就是使用CREE的产品，还有一些高档轿车的车灯已经开始使用LED。如果利用LED照明取代灯泡的话，能节电70%左右。普通的白炽灯功率一般为40～60W，而LED灯只需3～6W，并可将寿命延长到3万～5万小时，虽然LED照明器具的价格比普通电灯泡贵，但这些额外成本将在3～5年内省回来。以前世界上只有CREE可以生产碳化硅晶片，现在我们的天富也可以工业化生产。

夏普于2007年8月30日举行了由太阳能电池和白色LED照明组合而成的室外照明灯“LN-LW3A1/LN-LS2A”产品说明会。该室外照明灯由夏普于2007年7月17日发布，8月21日开始供货。明照灯的亮度为1800lm(LN-LW3A1)，约为该原产品的6倍，“在利用太阳能电池驱动的LED照明灯中为业界最高水平”。耗电与亮度同等、光源采用32W级荧光灯的室外照明灯大体相同。利用太阳能电池驱动，无需专门布线供电。夏普推算，与通过电源驱动的室外照明灯相比，每年可减少153.3kWh的耗电和48.2kg的CO2排放量。光源使用寿命约达4万小时(亮度降至初期的70%之前)的白色LED，因此与使用寿命约达5000小时的荧光灯的室外照明灯相比，维护更方便。夏普表示，使用荧光灯时，10年内必须要更换约5次光源(每天照明12小时)，而此次的室外照明灯可在约10年内无需更换。 2007年8月31日PHILIP宣布完成收购 Kinetics 后，GE将收购Cree与Philips竞争的传言又浮出水面，周五Cree的股票价格也因此暴涨。尽管目前还未有证据证实这一交易，Forbes杂志的一篇文章中引用投资CIBC世界市场分析师Daniel Gelbtuch的话，认为如果属实，从制造商角度来看这一收购事件意义深远。GE很明显地面对这样一个情况：如果想长期占有照明市场份额，就不得不壮大LED产品组合，而剩下的最后一块蛋糕就是Cree了。两大传统照明巨头的收购意味着半导体照明时代的来临。目前新加坡已经从策上规定，公共场所例如宾馆和走廊、27万台电梯的照明，全部要换上LED的照明，这是强制性的推广。

第2篇：碳化硅纤维

读书笔记——SiC纤维

通过查找有关资料文献，对作为增强材料的SiC纤维有了一定的了解。在读书笔记中，介绍了SiC纤维材料的特性、SiC纤维的制备方法、SiC纤维的应用以及国内研究现状。重点关注了制备方法中的先驱体转换法(PIP)以及SiC纤维在增强陶瓷材料方面的应用。

1.SiC纤维材料特性：

1)比强度和比模量高。碳化硅复合材料包含35%～50%的碳化硅纤维，因此有较高的比强度和比模量，通常比强度提高1～4倍，比模量提高1～3倍。 2)高温性能好。碳化硅纤维具有卓越的高温性能，碳化硅增强复合材料可提高基体材料的高温性能，比基体金属有更好的高温性能。

3)尺寸稳定性好。碳化硅纤维的热膨胀系数比金属小，仅为(2.3～4.3)×10-6/℃，碳化硅增强金属基复合材料具有很小的热膨胀系数，因此也具有很好的尺寸稳定性能。

4)不吸潮、不老化，使用可靠。碳化硅纤维和金属基体性能稳定，不存在吸潮、老化、分解等问题，保证了使用和可靠性。

5)优良的抗疲劳和抗蠕变性。碳化硅纤维增强复合材料有较好的界面结构，可有效地阻止裂纹扩散，从而使其具有优良的抗疲劳和抗蠕变性能。

6)较好的导热和导电性。碳化硅增强金属基复合材料保持了金属材料良好的导热和导电性，可避免静电和减少温差。

此外，它还具有热变形系数小、光学性能好、各向同性、无毒、能够实现复杂形状的近净尺寸成型等优点，因而成为空间反射镜的首选材料。

2.SiC纤维制备方法

2.1化学气相沉积法

化学气相沉积法(CVD)即在连续的钨丝或者碳丝芯材上沉积碳化硅。通常在管式反应器中用水银电极直接采用直流电或射频加热，把基体芯材加热到1200 ℃以上，通入氯硅烷和氢气的混合气体，经过反应裂解为碳化硅，并且沉积在钨丝或者碳丝表面。目前有美国达信系统公司、法国国营火药炸弹公司、英国石油公司和我国中科院金属所在开展此项工作。 2.2先驱体转换法

先驱体转换法(PIP)是以有机聚合物为先驱体，利用其可溶、可熔等特性成型后，经过高温热分解处理，使之从有机化合物转变为无机陶瓷材料的方法。

用该方法制备碳化硅纤维可分为聚碳硅烷合成、熔融纺丝、不熔化处理、高温烧成四大工序，即首先由二甲基二氯硅烷脱氯聚合为聚二甲基硅烷(PDMS)，再经过高温(450～500 ℃)热分解、重排、缩聚转化为聚碳硅烷(PCS);PCS在多孔纺丝机上熔纺成500根一束的连续PCS纤维.再经过空气中约200 ℃的氧化或电子束照射得到不熔化PCS纤维;最后在高纯氮气保护下l 000 ℃以上高温处理便得到SiC纤维。该方法与化学气相沉积法(CVD法)制备的连续SiC纤维相比，具有适合工业化、生产效率高、成本较低的优点.且所制得的SiC纤维直径细。可编织性好、可成型复杂构件、可改变制备条件获得不同用途的纤维.纤维性能及成本均有进一步改善的前景。目前，通过先驱体法制备的连续SiC纤维——Nicalon、Tyranno已经商品化。在树脂基、金属基与陶瓷基复合材料方面已经开展了大量的应用研究。但其很难满足航空发动机、航天飞行器等对材料提出的更高性能要求。因此，高性能SiC纤维向低氧含量、近化学计量比方向发展，以适应耐高温性能不断提高的要求。

未来CMC的耐温性对SiC纤维的使用温度提出了更高的要求，提高SiC纤维的使用温度的关键在于抑制高温下SiC晶粒长大和晶相转变，降低SiC纤维中O的含量。抑制高温下SiC晶粒长大的有效方法是调整聚碳硅烷先驱体的Si/C比例，控制SiC纤维中Si，C元素含量，据报道SiC纤维的最佳化学计量式为Si1C1.1纤维中存在少量的剩余C，由于处于晶界的C能阻碍晶界的移动，从而有利于抑制晶粒长大，提高纤维的耐温性。另外，要提高纤维的高温热化学稳定性，必须设法降低纤维中O的含量，减少高温下小分子物质的产生，解决这一问题的方法有3种：一是避开空气不熔化处理过程，在制备全过程中尽量减少O的引入;二是加入烧结助剂，高温烧结除去Si—C一O纤维中的O并使纤维致密化;三是不经不熔化处理过程而直接制得SiC纤维。 2.3活性炭纤维转化法

活性炭纤维转化法原理比较简单：利用气态的SiO与多孔活性炭反应便转化生成了SiC。该法制备SiC纤维成本低、过程简单。活性炭纤维转化法制备SiC纤维包括三大工序 ：①活性炭纤维制备;②在一定真空度的条件下，在1200 ℃—1300 ℃的温度下，活性碳纤维与SiO2发生反应而转化为SiC纤维;③在氮气气氛下进行热处理(1600℃)。 2.4超微粉体挤压纺丝法

超微粉体掺混纺丝法 是制备连续SiC纤维的经典方法，是将超微SiC粉、粘结剂和烧结助剂等混合后挤压纺丝，高温烧结而成。英国ICI公司用0.1μm—2.0μm微粉，PVAc作粘结剂，B和Al2O3作烧结助剂，混合纺丝后高温烧结制得SiC纤维，其强度为1.6 GPa。Si也可用作烧结助剂，并能降低烧结温度到1800℃。

3.SiC纤维的用途

碳化硅纤维由于自身的优异性能可用作高温耐热材料，树脂、金属、陶瓷基复合材料的增强材料等。 3.1用作高温耐热材料

碳化硅纤维可用作耐高温传送带、金属熔体过滤材料、高温烟尘过滤器、汽车尾气收尘过滤器等。例如，日本东京都采用碳化硅纤维毡过滤器用于柴油汽车排放烟尘收集装置(DPF )。据说，随着环保事业的强化，防止公害条例的制定，需求碳化硅纤维量将要增加。 3.2用作树脂基复合材料

碳化硅纤维可与环氧等树脂复合，制作优异的复合材料。例如，喷气式发动机涡轮叶片，直升机螺旋桨，飞机与汽车构件等。 3.3用作金属基复合材料

碳化硅纤维可与金属铝等复合，具有轻质、耐热、高强度、耐疲劳等优点，可用作飞机、汽车、机械等部件及体育运动器材等。 3.4用作陶瓷基复合材料

采用、碳化硅纤维增强陶瓷(CMC)，因为它比超耐热合金的质量轻，具有高温耐热性，并显著地改善了陶瓷固有的脆性，所以CMC可用作宇宙火箭、航空喷气式发动机等耐热部件以及高温耐腐蚀化学反应釜材料等。

高耐温性连续SiC纤维要在航空发动机、先进航天器等领域得到应用，必须做好连续SiC纤维增强陶瓷基复合材料的研究。先进复合材料技术是发展航空、航天高技术和新一代武器系统的物质基础;是决定导弹武器系统的性能与水平的重要因素;是保证和提高导弹武器系统生存能力的关键;是航天高技术的重要组成部分。SiC陶瓷具有良好的高温力学性能和抗氧化能力，但由于其分子结构的键合特点，缺乏塑性变形能力，表现为脆性，严重影响了其作为结构材料的应用。通过连续SiC纤维增强的SiC陶瓷基复合材料，在断裂过程中通过裂纹偏转、纤维断裂和纤维拔出等机理吸收能量、阻止裂纹扩展，在增大材料的强度和韧度同时，又保持了SiC陶瓷优异的高温性能，是获得高性能高温结构陶瓷的有效手段。SiC/SiC复合材料具有类似金属的断裂行为，对裂纹不敏感，不会发生灾难性破坏。其具有耐高温和低密度等特性，使其成为发展先进航空发动机、火箭发动机和飞行器防热结构的理想材料。SiC/SiC具有高比强、高比模、耐高温、抗烧蚀、抗氧化和低密度等特点。其密度为2.0—2.5g/cm3，仅是高温合金和铝合金的l/3—1/4,钨合金的l/9一l/l0。因此将其应用于航空发动机的热端部件,可有效降低其结构质量和提高燃烧室工作温度,是提高航空发动机的推重比和发展新一代高性能航空发动机的关键材料。

4.国内研究现状

国内国防科技大学航天与材料工程学院是最早开展先驱体转化法制备SiC纤维、含钛SiC纤维的研究，经过20余年从实验室制得短纤维到制备连续纤维再到进行工业化前期开发。目前已建成了年产500 Kg的SiC纤维中试生产线。制得了具有较好力学性能的连续SiC纤维及含钛SiC纤维。其性能水平为连续长度〉300 m;抗张强度2.5—3.0 GPa;抗张模量180一200 GPa;纤维直径14—16μm丝束根数400一800根/束。同时开展了大量的基础研究，在实验室制备了含硼、铝、铁、镍的SiC纤维，并在聚碳硅烷的合成、聚碳硅烷的熔融纺丝、不熔化处理与高温烧成等各个环节有不少的创新与改进。但其高温性能仍然不 能满足航空发动机、航天飞行器等对材料提出的新要求。在其最新的研究中通过在先驱体合成中引入Al，制得了Si—Al—C一(O)连续纤维;通过化学气相交联、两步烧成工艺制得了低氧含量连续SiC纤维，大大提高了纤维的高温性能，有望在耐高温陶瓷基复合材料上得到应用。

厦门大学01近年来也开展了先驱体法制备连续SiC纤维的研究.其工艺路线包括：以聚碳硅烷为先驱体，经熔融纺丝，电子束辐射交联方式制得低氧含量的交联纤维。再经过高温烧成制得低氧含量、高耐温连续SiC纤维。据报道，他们已取得实验室SiC纤维的制备技术，并通过电子束辐射方式实现了SiC原丝纤维的非氧气氛交联。

第3篇：碳化硅用途：

(1)作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。

(2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。

碳化硅主要有四大应用领域,即:功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供应,不能算高新技术产品,而技术含量极高的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。

(3)高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。

主要用途：用于3—12英寸单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体等线切割。太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业工程性加工材料。

磨料磨具

主要用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏及光伏产品中单晶硅、多晶硅和电子行业的压电晶体等方面的研磨、抛光等。

化工

可用做炼钢的脱氧剂和铸铁组织的改良剂，可用做制造四氯化硅的原料，是硅树脂工业的主要原料。碳化硅脱氧剂是一种新型的强复合脱氧剂，取代了传统的硅粉碳粉进行脱氧，和原工艺相比各项理化性能更加稳定，脱氧效果好，使脱氧时间缩短，节约能源，提高炼钢效率，提高钢的质量，降低原辅材料消耗，减少环境污染，改善劳动条件，提高电炉的综合经济效益都具有重要价值。 耐磨、耐火和耐腐蚀材料

利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性，碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。

另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等;用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等高级碳化硅陶瓷材料;还可以制做火箭喷管、燃气轮机叶片等。此外，碳化硅也是高速公路、航空飞机跑道太阳能热水器等的理想材料之一。

有色金属

利用碳化硅具有耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击、作高温间接加热材料、如坚罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等.

钢铁

利用碳化硅的耐腐蚀、抗热冲击耐磨损、导热好的特点、用于大型高炉内衬提高了使用寿命.冶金选矿

碳化硅硬度仅次于金刚石、具有较强的耐磨性能、是耐磨管道、叶轮.泵室.旋流器、矿斗内衬的理想材料、其耐磨性能是铸铁.橡胶使用寿命的5--20倍、也是航空飞行跑道的理想材料之一.

建材陶瓷砂轮工业

利用其导热系数.热辐射、高热强度大的特性、制造薄板窑具、不仅能减少窑具容量、还提高了窑炉的装容量和产品质量、缩短了生产周期、是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料.

第4篇：碳化硅在其他领域的应用

碳化硅材料的研究在近20年中取得了令人注目的成就,在各种先进设备与工艺技术的推动下,材料的性能得到了充分的发掘与应用,制成了能够满足各种极端工况条件的陶瓷构件,为高新技术的发展以及工程陶瓷在未来技术领域的应用打下了坚实的基础. 虽然与其它工程结构陶瓷一样,使用过程的可靠性、性能可重复性等方面存在的问题仍然是影响碳化硅材料得到广泛应用的主要障碍

由于碳化硅陶瓷所具有的高硬度、高耐腐蚀性以及较高的高温强度，使得碳化硅陶瓷得到了广泛的应用。主要有以下几个方面：

密封环碳化硅陶瓷的耐化学腐蚀性好、强度高、硬度高，耐磨性能好、摩擦系数小，且耐高温，因而是制造密封环的理想材料。它与石墨材料组合配对时，其摩擦系数比氧化铝陶瓷和硬质合金小，因而可用于高PV值，特别是输送强酸、强碱的工况中使用。

研磨介质(磨介)碳化硅陶瓷,由于其高硬度的特点而广泛用于耐磨机械零件中，特别是球磨机中的研磨介质(磨介)。球磨机中所用的磨介对研磨效率有着重要的影响，其基本要求是硬度高、韧性好，以保证研磨效率高、掺杂少的要求。SIC-1型碳化硅陶瓷磨介适合于普通球磨机中使用，它具有硬度高、强度高、价格适中的特点。而SIC-2型碳化硅陶瓷磨介则由于强度高、韧性好，适合于振动球磨机和搅动球磨机中使用。合理地选择磨介可保证你以最低的成本获得较高的研磨效率和最少的掺杂。

防弹板碳化硅陶瓷由于硬度高、比重小、弹道性能较好、价格较低，而广泛用于防弹装甲中，如车辆、舰船的防护以及民用保险柜、运钞车的防护等。碳化硅陶瓷的弹道性能优于氧化铝陶瓷，约为碳化硼陶瓷的70-80%，但由于价格较低，特别适合用于用量大，且防护装甲不能过厚、过重的场合。

喷嘴用作喷嘴的陶瓷材料有多种，常用的是氧化铝、碳化硅和碳化硼陶瓷等。氧化铝陶瓷喷嘴的价格低，但由于硬度低，其耐磨性较差，多用于喷砂工作量不大的场合。

碳化硅陶瓷的使用寿命是氧化铝陶瓷的3-5倍，与硬质合金相当，多用于硬质合金的替代品，特别是在手持喷枪的工况中使用。SIC-2型碳化硅陶瓷的韧性好，可用于有冲击和振动的喷砂的工况。

研磨盘是半导体行业中超大规模集成电路用硅片生产的重要工艺装备。通常使用的铸铁或碳钢研磨盘其使用寿命低，热膨胀系数大。在加工硅片过程中，特别是高速研磨或抛光时，由于研磨盘的磨损和热变形，使硅片的平面度和平行度难以保证。采用碳化硅陶瓷的研磨盘由于硬度高研磨盘的磨损小，且热膨胀系数与硅片基本相同因而可以高速研磨、抛光。特别是近几年来的硅片尺寸越来越大，对硅片研磨的质量和效率提出了更高的要求。碳化硅陶瓷研磨盘的使用将使硅片研磨的质量和效率有很大的提高。同时碳化硅陶瓷研磨盘还可用于研磨、抛光其它材料的片状或块状物体的平面。

磁力泵泵件随着工业化的发展，特别是ISO14000国际标准的贯彻执行，对不利于环境保护液体的输运提出了更高的要求。磁力泵由于采用静密封代替机械密封、填料密封等动密封，因而泄漏更小、可靠性更高、使用寿命更长。对于磁力泵一般要求免维护的时间为八年，即要求连续运转八年不得拆卸，因而对磁力泵件的选材提出了极为苛刻的要求。如泵中的泵轴、止推盘、轴套等，必须耐磨损、耐腐蚀。而目前能满足上述条件的材料只有碳化硅陶瓷最适合。

高温耐蚀部件碳化硅陶瓷最重要的特性之一是它的高温强度，即在1600°C时强度基本不降低，且抗氧化性能非常好，因而可在高温结构件中使用。如高温炉的顶板、支架，以及高温实验用的卡具等。

碳化硅制品的用途

一、有色金属冶炼工业的应用：利用碳化硅具有耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击、作高温间接加热材料，如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜融化炉内衬、锌粉炉用弧形板、热电偶保护管等。常规的锌粉冶炼需要的塔盘型号有：

一、塔式炉：600、990、108

8、1260、1350;

二、卧式炉：1300、1160、928。

二、钢铁行业方面的应用：利用碳化硅的耐腐蚀、抗热冲击、耐磨损、导热好的特点，用于大型高炉内衬提高了使用寿命。

三、冶金选矿行业的应用

碳化硅硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能，是耐磨管道、叶轮、泵室、旋流器、矿斗内衬的理想材料，其耐磨性能是铸铁、橡胶使用寿命的5-20倍，也是航空飞行跑道的理想材料之一。

四、建材陶砂轮工业方面的应用：

利用其导热系数、热辐射、高温强度大的特性，制造薄板窑具，还提高了窑炉的装容量和产品质量，缩短了生产周期，是陶瓷、搪瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料。

五、节能方面的应用

利用其良好的导热和热稳定性，作热交流器，燃耗减少20%，节约燃料35%，使生产率提高20%-30%

摘要：用涂层和其他表面改性处理方法制取的碳化硅/碳复合材料兼有碳化硅的硬度高、耐热性、抗磨损、耐腐蚀和碳素材料可加工性等优良特性，在滑动摩擦材料，电子元件热处理用夹具、单晶硅提拉用加热器、坩埚硅片外延生长用感受器、高温材料等方面获得广泛应用。其应用范围不断扩大，被雀为划时代的新材料。由无机材料和有机高分子所组成的有机-无机杂化材料是近年来国内外研究较多的一种新型复合材料，它同时具有有机高分子和无机材料的优点。SiC陶瓷具有硬度高、高温强度大、抗蠕变性能好、耐化学腐蚀、抗氧化性能好、热膨胀系数小及高热导率等优异性能，是一种在高温和高能条件下极具应用前景的材料。SiC用于制备金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料，已经表现出优异的性能。此外，SiC在隐身吸波材料方面也有重要的应用。本文综述了SiC在聚合物中的应用。

近年来研究发现，聚合物基复合材料用少量坚硬的无机物改性就可以显著地提高其力学性能和热学性能。SiC有机-无机复合材料就是一类用SiC陶瓷改性的聚合物基复合材料。现在这类复合材料被厂泛地应用在包装工业、涂料工业电子工业、汽车工业及舫空航天等工业。相信在不久的将来，随着SiC有机-无机复合材料应用领域的不断拓宽改性研究的不断深人,SiC陶瓷将在更多领域发挥更大的作用。

碳化硅半导体材料的应用

碳化硅优越的半导体特性将为众多的期间所采用，利用其高热导，高绝缘性目前在电子工业中做大规模集成电路的基片和封装材料，在冶金工业中做高温热交换材料和脱氧剂，

碳化硅的用途主要有：

(1)作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。 (2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。碳化硅主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供应, 不能算高新技术产品,而技术含量极高 的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。

(3)高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。

主要用途：用于3—12英寸单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体等线切割。太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业工程性加工材料。 磨料磨具

主要用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏及光伏产品中单晶硅、多晶硅和电子行业的压电晶体等方面的研磨、抛光等。 化工

可用做炼钢的脱氧剂和铸铁组织的改良剂，可用做制造四氯化硅的原料，是硅树脂工业的主要原料。碳化硅脱氧剂是一种新型的强复合脱氧剂，取代了传统的硅粉碳粉进行脱氧，和原工艺相比各项理化性能更加稳定，脱氧效果好，使脱氧时间缩短，节约能源，提高炼钢效率，提高钢的质量，降低原辅材料消耗，减少环境污染，改善劳动条件，提高电炉的综合经济效益都具有重要价值。耐磨、耐火和耐腐蚀材料

利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性，碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等;用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等高级碳化硅陶瓷材料;还可以制做火箭喷管、燃气轮机叶片等。此外，碳化硅也是高速公路、航空飞机跑道太阳能热水器等的理想材料之一。 有色金属

利用碳化硅具有耐高温&def强度大&def导热性能良好&def抗冲击&def作高温间接加热材料&def如坚罐蒸馏炉&def精馏炉塔盘&def铝电解槽&def铜熔化炉内衬&def锌粉炉用弧型板&def热电偶保护管等. 钢铁

利用碳化硅的耐腐蚀&def抗热冲击耐磨损&def导热好的特点&def用于大型高炉内衬提高了使用寿命. 冶金选矿

碳化硅硬度仅次于金刚石&def具有较强的耐磨性能&def是耐磨管道&def叶轮.泵室.旋流器&def矿斗内衬的理想材料&def其耐磨性能是铸铁.橡胶使用寿命的5--20倍&def也是航空飞行跑道的理想材料之一. 建材陶瓷砂轮工业

利用其导热系数.热辐射&def高热强度大的特性&def制造薄板窑具&def不仅能减少窑具容量&def还提高了窑炉的装容量和产品质量&def缩短了生产周期&def是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料. 节能

利用良好的导热和热稳定性&def作热交换器&def燃耗减少20%&def节约燃料35%&def使生产率提高20-30%&def特别是矿山选厂用排放输送管道的内放&def其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍. ②磨料粒度及其组成按GB/T2477--83。磨料粒度组成测定方法按GB/T2481--83。珠宝

合成碳化硅(Synthetic Moissanite)又名合成莫桑石、合成碳硅石(化学成分SiC)，色散0.104比钻石(0.044)大，折射率2.65-2.69(钻石2.42)，具有与钻石相同的金刚光泽，“火彩”更强，比以往任何仿制品更接近钻石。这是由美国北卡罗来那州的C3公司制造生产的，已拥有世界各国生产合成碳化硅的专利，正在向全世界推广应用。

第5篇：碳化硅行业生产废水处理工程论坛讲稿

各位来自碳化硅生产行业的领导、来宾，大家好：

一、河南顺圆公司简介：

作为碳化硅行业废水处理的专业公司—河南顺圆水处理技术有限公司很荣幸的和大家一起在这里共同探讨环环境保护和企业可持续发展的这一大家共同关心的话题;河南顺圆水处理技术有限公司，是以中国科学院水处理专家，为技术依托的高新技术产业公司，公司通过多年来不断的研究、实践、总结，在碳化硅微粉行业的废水治理方面取得了成熟的理论及丰富的实践经验，结合碳化硅微粉行业的水质特性，相继开发了多种应用于炭化硅微粉行业废水专利设备和先进技术，诸如：混凝沉淀过滤一体化设备、高效气浮设备、聚乙二醇回收设备、微粉吸附装置、高纯水净化装置等;目前已成功完成多家大型污水处理交钥匙工程，经过多年的努力拼搏，在国内水处理行业中拥有高超的技术水平并以良好的信誉被客户深切认可。

二、碳化硅行业废水处理的必要性

碳化硅生产主要为回收料生产和新料生产工艺二大类：

1、回收料生产废水的水质特点：回收料生产碳化硅，其废水主要来自包括车间生料浸泡废水、碱洗废水、酸洗废水、厂区生活废水等，其主要特点如下：

※水量波动大

废水水质水量在一天内变化较大，主要集中生产各工艺段的不规则排放。 ※污染物浓度高

废水有机污染物含量高(聚乙二醇、硅酸钠)、悬浮物高。如酸洗工艺采用氢氟酸，则废水中还含有氟离子。

※生化性比较好

从业主提供水质指标来分析，CODcr：BOD5比值>0.35，属易生化高悬浮物有机废水。

※ 预处理难度大：碱洗废水中含大量的硅酸钠和粒度小于0.7微米的微粉固形物，如果这股水不单独收集、单独处理，必将造成后序处理单元出水不稳定，运行费用高。

2、新料生产废水的水质特点：

新料生产碳化硅，其废水主要为溢流分级水和酸洗废水，其主要特点如下： 废水水质水量在一天内变化较大，主要集中生产各工艺段的不规则排放。 ※污染物浓度高

废水主要污染物主要为：高悬浮物、酸(硫酸或氢氟酸)、碱等 ※无需生化

由于新料生产碳化硅不同于回收料生产碳化硅，废水中有机物含量底，不含聚乙二醇，COD、BOD浓度很低，无需生化处理。

※预处理难度大

废水中含大量的硅酸钠和粒度小于0.7微米的微粉固形物，简单的采用投加PAC、PAM很难达到出水要求，需经特殊处理后方能达标排放。

纵上所述：如这股水不经处理，直接外排必然会严重污染周边环境，随着国家对环境保护力度不断的扩大和深入，要想使企业长期稳定的发展，企业对废水处理并保证达标排放势在必行。

三、现在企业的环保现状：

我们走访了好多企业，企业的环保状况不容乐观：设计工艺不合理，运行不稳定;或者是运行费用大，造成企业很难接受，环保设施干脆不运行。企业没少投资，但结果还是不能满足现在国家环保的要求。今天罚款明天关停的，很难保证企业的正常生产经营秩序。给企业带来及大的经济损失。所以，要想根本上解决环保问题，选择一个好的环保治理方案那就至关重要了。

四、针对碳化硅行业废水处理的工艺概述：

1、治理方案设计指导思想：

依据工程实际及我公司的技术能力和工程经验，对本次工程确定如下的指导思想：

1)、紧紧围绕甲方工程实际状况，进行工程及工艺设计; 2)、采用更新、更可靠的工艺技术; 3)、达到并优于国家规定的排放标准;

4)、提高水池利用率，使总投资更节省、运行费用更低; 5)、确保流程更优化，达到操作、维护双简便;

6)、废水治理站总体布局、统一规划，与厂区周围环境协调。 7)、无二次污染、对所产生的污泥、废气、噪音等进行全面治理;

2、主要技术方案概述：

针对碳化硅废水水质特征和达到达标的要求，充分分析研究处理工艺组合的技术、经济方面的优劣;不同的设计人员和治理公司，对同样工艺单元的应用也存在很大的差异，最终造成处理效果与投资效果(工程投资与投资目的相比较)的差异也非常大。但无论采用什么处理工艺，都必须注意三点：(1)、预处理工艺，应充分重视选择有效的预处理工艺，(回收沙生产工艺或回收聚乙二醇工艺)以尽量降低进入生物处理设施的悬浮物、和其它对微生物有毒害作用物质的含量，以保证生物处理设施的正常运行，确保系统能够长期稳定达标运行。(2)、单元高效与匹配，同样的工艺单元，由于应用人员技术熟练程度的不同，效果是千差万别的，一个良好的处理系统，必须做到单元高效、系统匹配。(3)、投资效果，即工程投资与投资目标要有一个合理比较。一般地说，只要工程投资许可，所有的污水都可治理到达标排放，一个好的治理方案，应该做到投资比较节省、运行费用低、操作简便、使用年限合理。

回收沙生产碳化硅废水处理工艺：主采用物化处理+生化处理相结合的处理工艺

1、物化处理

物化处理主要包括： 酸碱调节、混凝沉淀过滤、气浮等相结合的工艺

1.1 、酸碱调节装置：主要是通过PH在线监测系统和电动调节阀门联动来控制酸、碱液的投加量，大大减少了药剂多投或少投加的量，减少企业的药剂投加成本，并使系统出水PH相对稳定。

1.2、混凝沉淀过滤系统：本系统为集混凝反应、混凝沉淀、过滤、自动排泥为一体的综合处理设备。本设备通过对废水内投加PAC、PAM及石灰乳(如用氢氟酸)，使废水中的悬浮物、(氟化物)，生成固体物、絮体矾花，在罐底侧表面积聚，，使废水中的悬浮物在罐底沉淀，水沿罐侧壁上升流动，并经过罐体内设置的特殊过滤层，有效的去除了废水中的悬浮物、硅酸钠、聚乙二醇及其它污染物，出水清澈。分离出来的泥渣在重力作用下滑至泥斗，再由事先设定好的程序自动排入污泥浓缩池。

1.3、专用气浮机：废水由泵提升至气浮机内的接触区，与释放后的溶气水充分混合接触。使水中絮体或悬浮物充分吸收粘附微小气泡，然后进入气浮分离区。絮体或悬浮物在微气泡浮力的作用下浮向水面形成浮渣层，水面上的浮渣聚集到一定厚度后，由刮沫机刮至浮渣槽排出。其主要能去除废水中的聚乙二醇、硅酸钠和粒度小于0.7微米的微粉固形物;下层的清水经集水管集流至清水池，一部分供回流溶气水使用。

1.4、物化处理工艺的特点：具有系统运行稳定、出水清流、操作管理方便，占地面积小，可大大减少企业的土建投资和整体工程投资。

2、生化处理

好多企业都是认为，这要保证出水清澈就可以了，但根据国家环保的要求，是远不能达到现在排放的要求的。所以物化处理后的废水必须进行生化处理。生化处理是通过微生物对废水中的污染物进行生物降解、吸附的过程。生化处理又分为厌氧处理、好氧处理工艺。

2.1、厌氧处理工艺：应用于碳化硅加工生产废水的生化预处理可供选择工艺的较多，各种工艺技术均有其特有的优缺点。厌氧工艺由于其运行费用低廉的优越性，是好氧的前处理首选预处理工艺。厌氧处理的工艺主要有：升流式厌氧污泥床(UASB)、膨胀颗粒污泥床(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)、厌氧折流板反应器(ABR)和上流式水解酸化污泥床(HUSB)等。

由于经过前期的物化处理，废水中的CODcr浓度相对较低，且废水中的CODcr：BOD5比值>0.35，属易生化高悬浮物有机废水。所以厌氧处理工艺推荐采用上流式水解酸化污泥床(HUSB)工艺。

HUSB工艺：是将废水中难生物降解物质或对微生物有毒害作用的物质转变为易生物降解物质或可生物降解物质，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧生物处理。同时能够增强系统的抗负荷能力。酸化阶段把碳水化合物降解为脂肪酸。有机酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺，水解-酸化菌世代周期较短，故此降解过程迅速。由于厌氧发酵控制在水解酸化阶段,可避免因进一步发酵所带来的沼气,不会产生普通厌氧处理过程所产生的恶臭气体,并且避免了完全的厌氧反应对环境要求高,难于稳定运行的缺点。 HUSB反应器的特点：

抗冲击负荷(COD浓度大幅度波动)的能力强;

土建投资少，施工和安装简单;

启动时间短，调试周期短，操作控制简单;

无运转部件，无需维修;

应用范围广泛，可适应各种中、高浓度废水的预处理。

2.2、好氧处理工艺：

适用于碳化硅行业的好氧处理工艺多采用活性污泥法：如氧化沟、A/O、接解氧化工艺等但由于其传统活性污泥处理系统曝气容积大，占用的土地较多，基建费用高，相对运行费用较高，产生的污泥不稳定，需进行污泥稳定处理。所以不建设采用。我公司建议主采用SBR工艺：

SBR工艺的过程是按时序来运行的，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。

HUSB出水自流入SBR池，污水与污泥混合，在上升过程中，污泥通过接触、吸附废水中的有机质，使之经历了一个高负荷过程，有利于絮凝性微生物的生长增殖，使微生物得到优化选择，提高了污泥的生物活性和絮凝性，有效地抑制了丝状菌的繁殖，使反应器避免了污泥膨胀的发生。在厌氧兼性环境下，反硝化菌进行生物反硝化作用，聚磷菌进行水解释放磷，完成了生物脱氮和为后续的聚磷菌在S BR池内好氧聚磷创造了必要条件。

SBR好氧系统进行充分好氧曝气，在好氧环境下，废水中的有机污染物被 6

微生物(污泥和生物膜)所吸附、降解，并进行新陈代谢，使废水得到净化，微生物得以增殖，同时废水中的氨氮在此被硝化菌所硝化，聚磷菌在此进行聚磷反应后随后续阶段的排泥而排出系统实现了生物除磷，曝气结束后静止沉淀，沉淀后通过滗水装置排入清水池经由侧流槽进行计量，并达标排放。 SBR工艺优点：

1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。

2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。

3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。

4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。

5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。

6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。

7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。

8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。

9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省，无需复杂的管线传输，系统操作简单且更具有灵活性。

10、具有调节池均质的作用，可最大限度地承受高峰BOD5浓度及有毒化 7

学物质对系统的影响。在污水流量低于设计值时，SBR系统可以调节液位计的设定值使用反应池部分容积，或调节反应时间，从而避免了不必要的电耗。其它生物处理方法则不具备这样的功能。

11、因为对于每个反应单体而言出水是间断的，在高负荷时活性污泥不会流失，因而可以保持SBR系统在高负荷时的处理效率。而其它的生物处理方法在高流量负荷时经常会出现活性污泥流失的问题。

12、SBR在固液分离时整体水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个SBR反应池容积都用于固液分离，较小的活性污泥颗粒都可得到有效的固液分离，因此，SBR的出水质量优于其它的生物处理方法。

13、易产生污泥膨胀的丝状细菌在SBR反应池中因反应条件的不断的循环变化而得到有效的抑制。而污泥膨胀问题是其它活性污泥方法中很常见且很难控制的问题之一。

14、处理流程简捷，控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量，改变运行周期及工艺处理方法，适应性很强。 6.2.3、独特的特征

1)根据生物选择性原理，利用位于反应器前端的预反应区作为生物选择器对进水中有机物进行快速吸附和吸收作用，提高了去除效率，增强了系统运行的稳定性。

2)可变容积的运行提高了系统对水质水量变化的适应性和操作的灵活性。 3)根据生物反应动力学原理，使废水在反应器内的流动呈现出整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率。

4)通过对反应速率的控制，使反应器以缺氧---好氧状态周期循环运行，微生物种类多，生化作用强，运行费用低。

5)工艺结构简单，投资费用低，而且运行管理方便。

综上所述，有效的物化和生化工艺组合，是确保企业环保工程能稳定达标的关健所在，是企业可持续发展必要条件之一。

另外，我公司在聚乙二醇回收设备、微粉吸附装置、高纯水净化装置在好多企业都有不错的业绩，请各位领导在方便的时候可以参观指导。

五、结束语

顺圆公司将竭力为客户提供系统化、专业化的全程优质服务，坚守“建设绿色企业，坚持绿色经营”的发展原则， 以“求真务实、开拓创新”的企业精神服务于社会、服务于民众。愿大家携手，一起为环保事业做出更大的贡献!

谢谢大家!

第6篇：如何实现建筑低碳化

随着哥本哈根世界气候大会的召开，“低碳”成了一个流行词。以“节能、环保、绿色、低排放”等为特点的“低碳建筑”，也以一种全新的姿态高调登场。低碳建筑是指在建筑材料和设备制造、施工建筑和建筑物使用的整个生命周期内，减少石化能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量。目前，低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。一个容易被忽略的事实是，建筑在二氧化碳排放总量中几乎占了50%，这一比例远远高于运输和工业领域。因此，在发展低碳经济的道路上，建筑的“节能”和“低碳”注定成为绕不开的话题。

1、推广低碳建筑势在必行

研究表明，全球建筑行业及相关领域造成了70%的温室效应，从建材生产到建筑施工，再到建筑的使用，整个过程都是温室气体的主要排放源。据统计，中国每建成l平方米的房屋，约释放出0.5吨的碳。另外，建筑中采暖、空调、通风和照明等方面的能源都参与其中，碳排放量很大。在引领世界新潮流的低碳世博映照下的中国城市节能，却是一块“大短板”。目前，在中国城乡430多亿口的既有建筑中，达到节能标准的仅占5%左右，而新建筑有90%以上属于高能耗。许多强制性的建筑节能设计标准虽然制定出来，但是这些标准的执行率还比较低。不少地方追求奢华成风，大量使用远距离的高档原料(包括进口原料)，造成建筑能源和建筑材料的浪费。我国交叉学科研究的风气不盛，很多关键问题往往无人问津，造成了从事建筑科研的人员虽然不少，可是研究的空白领域却依然很多。一些建筑在设计时盲目推崇国外不同气候区那些“能耗杀手式”的建筑模式，导致了建筑能耗的成倍增长。另外，有些开发商对建设低碳建筑不太感兴趣，主要是担心成本过高。事实上，只需增加一点点成本，甚至完全不增加成本，就可以在大多数类型的建筑中融人可持续设计的理念。低碳建筑的终极目标是节能和低排放，这里的“节”与“低”，不一定要使用很多高科技，它不仅仅是环境绿化那么简单，也不等同于造价昂贵，更不是简陋难看。因此，应尽快建设绿色低碳建筑项目，实现节能技术创新，建立建筑低碳排放体系，注重建设过程的每个环节，有效控制和降低建筑的碳排放，使建筑物有效地节能减排并达到相应的标准。毫无疑问，建筑行业必须加快发展低碳模式，直接或间接地降低能源消耗，达到节能减排的效果，成为低碳经济时代的中流砒柱。

2、法规执行与政策扶持

2009年8月12日，国务院首次把培育低碳经济作为我国经济新的增长点，要大力发展绿色经济，加快建设以低碳排放为特征的工业、建筑和交通体系。我国政府也宣布了控制温室气体排放的行动目标，即到2020年实现单位国内生产总值(GDP)的二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。然而，建设领域涵盖的范围广泛，涉及的领域众多，其中建筑的建造和使用是刚性碳排放的主要来源。我国正在推行建筑节能强制标准和绿色建筑能效标准，对公共建筑的节能要求将实行节能65%的更高级别的强制性标准，实现节能目标和节能模式的双跨越，特别要强制性地执行现有的法规和节能标准。可通过建立新闻披露制度和市场清除制度，对不执行国家建筑节能设计标准的设计单位和建筑单位进行披露，并给予一定的处罚直到清除出市场。天津市今年采取了四项举措发展低碳建筑:一是建立低碳绿色建筑标准体系。二是加强节能设计标准执行情况检查。对使用不节能墙体材料、门窗、卫生洁具和配电产品的项目不准质量备案，住宅工程达不到节能设计标准的不准发放人住许可证，并责令返工。三是抓好示范项目建设。四是推进既有建筑改造和供热计量试点。低碳建筑发展既要有一套符合实际的可操作的标准，也应辅以相应的政策支持。在这个方面，建设部将联合相关部委，制定出市政配套费减免、公积金和信贷优惠等方面的激励政策。可以建立一整套经济激励制度，唤起全民的节能意识。比如，应对绿色建筑与节能建筑的税收和收费给予优惠制度，经济手段和提高主动意识双管齐下，全民动员，使大家意识到推行低碳建筑不仅惠及当代，而且惠及下一代。也可以开展低碳建筑关键技术的研究，设立“全国低碳建设创新奖”，在办公建筑、高等院校图书馆、城市住宅小区和农村住宅等建筑类型中进行低碳建筑的实践。要多举措促进民用住宅节能改造，如采取国家与居民合理分摊改造资金、实行政府贴息贷款等，推进市民居住低碳化。据了解，一些国家对居民应承担的住宅节能改造费用实行政府先行垫付，免收利息，然后由个人从水电受益中逐年偿还政府的资金，10年还清。这样做，既可减轻老百姓负担，又可让群众从节能改造中看到好处。

3、重视低碳建筑技术的开发

打造低碳建筑首先是建设者拥有低碳的概念，再通过具体的建筑科技来实现。这些科技包括外墙、门窗和屋顶等节能技术，地(水)源热泵系统、置换式新风系统、地面辐射采暖和太阳能等新能源的开发利用。其中，新能源的开发利用包括太阳能热水器、光电屋面板、光电外墙板、光电遮阳板、光电窗间墙、光电天窗和光电玻璃幕墙等。也就是说，建筑层面的低碳设计主要体现在太阳能利用装置、风能利用装置、地热利用装置和能量循环利用装置等。据统计，人类每年所消耗的能量中建筑能耗最大。建筑能耗也包括人们日常生活用能，如采暖、空调、照明、烹饪和洗衣等耗能，其中又以日常生活用能最大，材料及设备生产用能次之，施工用能仅居第三。相比理念转变和结构调整，科技创新对于施工企业低碳发展作用则更加直接。具体来说，企业实施低碳施工过程，一是要通过科学的施工组织设计，实现机械使用效能的最大化，以此降低机械使用带来的能耗和二氧化碳排放;二是要通过优化设计，促成绿色、环保、生态建筑材料和低耗能设备在建筑上的使用，以及低碳、零碳建筑产品的最终实现;三是要通过技术创新、工艺创新，在科学可行的范围内有效地节约建筑原材料，尤其是钢材、混凝土和周转材料的使用;四要广泛推行工程项目的标准化管理，进而达到安全优质的目标，避免低品质的建筑产品带来更大的浪费。低碳住宅将逐渐成为市场新宠。在今年3月召开的“两会”期间，低碳经济成为最受关注的关键词之一，与低碳有关的话题层出不穷，其中就包括低碳住宅。低碳住宅除了实现降低碳排放的社会责任之外，最关键的因素是在建设过程中采用各项节能技术，让业主在使用过程中降低能耗，节约使用成本。低碳住宅技术体系分为八个部分:低碳设计、低碳用能、低碳构造、低碳运营、低碳排放、低碳营造、低碳用材和增加碳汇等。人们对开发商已经在做的“节能、环保、绿色、科技”等已经耳熟能详的，最大的卖点就是“低碳”。比如墙体没添加有污染的防冻剂，保温材料是环保的，内装修材料是绿色的，甚至水是再生的，光是天然光，风是自然风，热量是从地下通过热源泵交换来的等等，有些建在远郊的房屋直接做成木结构。

4、建筑节能是低碳化的关键 发展低碳经济，建筑节能是重要环节之一。节能建筑是指按节能设计标准进行设计和建造、使其在使用过程中降低能耗的建筑。节能建筑中最关注的就是外墙保温技术，它是通过在外墙体上增加导热系数小的材料，使墙体达到保温隔热的效果，使室内冬暖夏凉，从而降低能源的损耗。从最初的绿色到生态，到可持续发展，到现在的低碳，是一脉相承的。节能低碳要有应用新技术的系统观。在我国，几乎可以看到全世界的所有节能新技术，可惜的是我们没有把它们用好。比如，在门窗节能技术中的中空玻璃、镀膜玻璃(包括反射玻璃、吸热玻璃)、高强度LOW一E玻璃(低辐射镀膜防火玻璃)，还有采用磁控真空溅射方法镀制含金属银层的玻璃以及智能玻璃等。又比如，在屋顶节能技术中可以利用智能技术、生态技术来实现建筑节能的愿望，如太阳能集热屋顶和可控的通风屋顶等。再比如，在节能建筑系统设计中的空调系统、热水系统等，是在装机功率不变的情况下，通过提高能源使用效率实现节能目标。空调热泵比一般的空调机节能，冷凝锅炉比一般锅炉节能。另外，低碳不是一个点问题，而是要通过全过程去实现。建筑与人一样，有一个完整的生命过程。从项目定位到后续的运营维护，具体包含10个过程:项目立项、方案制定、初步设计、做施工图、工程及产品招投标、施工、系统调试、工程验收、试运行、运行维护。参与主体涉及到业主方、设计单位、施工单位、物业部门，还有租户和用户。然而，在这个过程中可能存在参与主体脱节的现象。比如，设计方设计好了，施工方却没有建好，而设计方在房屋运行中并没有参与其中，最后体现出来的问题就是大量消耗能源。节能的判断应有科学数据，行业的进步和科学技术的发展(特别是仃技术手段)可以作为节能的判断依据。定量化的重要意义在于，它可以减少重叠投人和资源浪费，有效地利用项目现有的资源条件。系统的节能设计要求整体协调平衡，从分析多方面的影响因素出发，以最低的投资、最简化的手段完成并达到节能设计目标，这就是建筑节能设计定量化的思路，并通过低碳、节能来实现经济收益，进而推动产业进步。

要发展低碳建筑，科技创新有着举足轻重的地位。一直以来，建材产业都被认为是高能耗、高污染的产业。它的高能耗有三大原因，即结构不合理、单位耗能高和总量增长快。因此，节能可以从调整产业结构、降低单位能耗、控制总量增长过快等几个方面进行，而结构调整又是降低行业综合能耗的最重要途径。低碳建材就是低能耗、低排放、低污染、追求绿色GDP的建材产业发展模式。国际上公认的低碳经济产业体系包括低碳产品、低碳技术、建筑节能、工业节能和循环经济、资源回收、环保设备和节能材料等。其中不仅大到包括了所有建筑材料的就地取材、无铅化设计、太阳能和日光利用、防噪声和振动对策，而且小到电梯的节能、低辐射玻璃、既能蓄热又能散热的天窗，甚至是能根据二氧化碳浓度控制新风量等技术。可见，建筑节能的一个关键环节就是新型节能建材的使用。新材料产业包括新材料及其相关产品和技术装备，具体涵盖了新材料本身形成的产业、新材料技术及其装备制造业、传统材料技术提升的产业等。与传统材料相比，新材料产业具有技术高度密集、研究与开发投人高、产品的附加值高、生产与市场的国际性强，以及应用范围广、发展前景好等特点，其研发水平及产业化规模已成为衡量一个国家经济、社会发展、科技进步和国防实力的重要标志，世界各国特别是发达国家都十分重视新材料产业的发展。

5“低碳世博”的设计理念

历史上的每一届世博会，都会给人类带来生活方式和观念的重大转变。“低碳世博”是2010年上海世博会的核心理念，园区内诞生了200多栋时尚的绿色建筑，它集中展示了各国的屋顶、墙体和立体绿化的新技术，展示了新能源应用、节能减排的低碳生态新理念，成为一个精美绝伦的低碳建筑和环境保护的博览会。上海世博会的主题是“城市让生活更美好”，各主题馆非常注重场馆建设的环保性，低碳则是始终坚持的原则。不少展馆在节能、环保、低碳这几方面做得尤为精彩，现举两例。第一，零碳馆的一大亮点就是墙体表面附着的特殊荧光涂料，建筑在白天储存的太阳能将在夜间释放荧光，减少照明能耗，使展馆成为会发光的建筑，真是奇妙无比!零碳馆表面上似乎无特别之处，似乎就是两座连体小别墅，但实际上里面蕴含着多种先进的低碳技术和理念。零碳馆的屋顶上有22个五颜六色的风帽，这些风帽可以随着风向灵活转动。这些风帽可利用温压和风压将新鲜空气源源不断地输人每个房间，并将室内污浊的空气排出。阳光和水的利用也成为零碳馆中节能减排的一部分，屋顶上的太阳能热水板可将太阳能转化为热能。通过屋顶收集雨水，净化后用于冲洗卫生间、车辆或灌溉植物等，减少了零碳馆对自来水的需求。第二，观看中国馆的外观，我们还能发现一些可能忽略的低碳设计。其中外墙材料均为无放射、无污染的绿色产品，所有的门窗都采取LOW一E玻璃，不仅可通过反射热量降低能耗，还能通过特殊涂料将阳光转化为电能并储存起来，为建筑外墙照明提供能量。中国馆采用一系列节能技术措施和环保材料，除了上面介绍的自遮阳技术和屋顶太阳能系统外，顶层也有雨水收集系统。4根立柱下面的大厅是东西南北皆可通风的空间，在四季分明的上海，在展会举办期间无论是什么气候，都能让观众感到阵阵与人体相宜的气流。伴随着上海世博会的举办，低碳建筑的概念必将成为世界建筑发展的总趋势。

6借鉴国外成功的经验

目前，欧盟、美国、日本都将建筑业列人低碳经济、促进节能和克服金融危机的重点领域。欧洲近年流行的被动节能建筑，它可以在几乎不利用人工能源的基础上，依然能够使室内能源供应达到人类正常生活需要。美国实验室主要研究领域之一就涉及到建筑的节能低碳，德国的建筑研究所把建筑热工学、建筑声学与室内设计有机结合起来。在日本建筑师看来，低碳建筑并不是一个新名词，他们早在年前就开始在建筑界践行。对于一个没有资源的国来说，能源就意味着生命，而低碳就成为大多数本建筑师当时考虑的出路之一。

荷兰阿姆斯福特著名的太阳能居住社区是以筑节能为中心的、装机容量名列世界前茅的太阳发电居住区，是当今荷兰住宅建设的示范项目。西牙毕尔巴鄂市的Atika住宅是一座将未来的居住念、绿色建筑设计和可持续发展的城市等设计理相结合，运用斜屋顶技术、低能耗策略、全方位的阳能系统(不仅是取暖、还包括降温)、楼宇智能化管理体系以及模数化技术而建造一座欧洲最新的节型住宅试点项目。英国伦敦的BedZED是未来居住的雏形，它创造了一种全新的生活方式，设计了一个高生活品质、低能耗、零碳排放、再生能源、零废弃物和生物多样性的未来。BedZED低能耗的一个主要原因是其组合热力发电站发挥了巨大作用，即通过燃烧木材废弃物发电为社区居民提供生活用电，而且用这一过程中产生的热能来生产热水，而燃料主要是附近地区的树木修剪废料。另外，家家户户都装上了太阳能光电板，可为40辆汽车提供电力。BedZE没有任何中央暖气系统，但在其屋顶、墙体及地面均采用高质量的绝缘材料，保证冬天住房的舒适。德国巴斯夫的“3升房”项目是世界上最大的化学公司在一幢已有70多年历史的老建筑基础上改造而成，因其每年每口使用面积消耗的采暖耗油量不超出3而被称为“三升房”。与改造前相比，采暖耗油量从20L降到了3L。如按100口的公寓测算，每年取暖费可从5400元人民币降至770元，二氧化碳的排放量也降至原来的一半。屋顶的太阳能板群吸收了太阳能用于发电，电能随之进人市政电网，用发电所得的收人来填补建筑取暖所需费用;在屋顶墙壁上悬挂的太阳能电池板可提供热水。2009年1月25日，在美国白宫发布的《经济振兴计划进度报告》中强调，近年内要对200万所美国住宅和75%的联邦建筑物进行翻新，提高其节能水平。比如，纽约帝国大厦的绿色改造就成为公众关注的焦点，工程完工后可为该地标性建筑节能近40%，每年节省440万美元能源费。在阿联酋首都阿布扎比机场皇室专用航站楼的地面，一座占地6k口的马斯达城正在沙漠中崛起，目标是成为世界上首座不使用一滴石油、碳排放为零的绿色城市。马斯达城于2008年初开始兴建，总投资约为220亿美元。还有被形象地誉为“榴莲头”的新加坡滨海艺术中心，屋顶窗户巧妙地使用遮阳部件，并根据光线角度设置于不同方向，在遮阳的同时保证了室内最大限度地利用自然光„„。从诸多成功的实例中不难发现，发展低碳经济，建筑节能是关键一环。我国应该吸取世界上所有国家在绿色节能建筑上的最新技术，少走弯路，采取成本最低的可靠办法推行建筑节能，为低碳生活作贡献。

7结语

一切迹象显示，低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势，一个全新的建筑变革时代正在快步向我们走来。低碳代表一种态度，更代表一种责任。低碳建筑是一个系统工程，需要全社会方方面面的参与，让建筑在全生命周期中都低排放。我们应该立足现实，确立符合中国国情的节能理念和设计体系，努力实现建筑的低碳化。

参考文献：

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