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    發(fā)布者:123huizi618  發(fā)布時間:2020-08-27 08:52:52


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    碳化硅至少有70種結晶型態(tài)。α-碳化硅為常見的一種同質異晶物,在高于2000 °C高溫下形成,具有六角晶系結晶構造(似纖維鋅礦)。β-碳化硅,立方晶系結構,與鉆石相似,則在低于2000 °C生成,結構如頁面附圖所示。雖然在異相觸媒擔體的應用上,因其具有比α型態(tài)更高之單位表面積而引人注目,而另一種碳化硅,μ-碳化硅為穩(wěn)定,且碰撞時有較為悅耳的聲音,但直至今日,這兩種型態(tài)尚未有商業(yè)上之應用。
    因其3.2g/cm3的比重及較高的升華溫度(約2700 °C) [1]  ,碳化硅很適合做為軸承或高溫爐之原料物件。在任何已能達到的壓力下,它都不會熔化,且具有相當?shù)偷幕瘜W活性。由于其高熱導性、高崩潰電場強度及高電流密度,在半導體高功率元件的應用上,不少人試著用它來取代硅[1]。此外,它與微波輻射有很強的耦合作用,并其所有之高升華點,使其可實際應用于加熱金屬。
    純碳化硅為無色,而工業(yè)生產之棕至黑色系由于含鐵之不純物。晶體上彩虹般的光澤則是因為其表面產生之二氧化硅保護層所致。
    物質結構
    純碳化硅是無色透明的晶體。工業(yè)碳化硅因所含雜質的種類和含量不同,而呈淺黃、綠、藍乃至黑色,透明度隨其純度不同而異。 
     碳化硅晶體結構分為六方或菱面體的 α-SiC和立方體的β-SiC(稱立方碳化硅)。α-SiC由于其晶體結構中碳和硅原子的堆垛序列不同而構成許多不同變體,已發(fā)現(xiàn)70余種。β-SiC于2100℃以上時轉變?yōu)棣?SiC。碳化硅的工業(yè)制法是用優(yōu)質石英砂和石油焦在電阻爐內煉制。煉得的碳化硅塊,經破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產品。
    制作工藝 
    由于天然含量甚少,碳化硅主要多為人造。常見的方法是將石英砂與焦炭混合,利用其中的二氧化硅和石油焦,加入食鹽和木屑,置入電爐中,加熱到2000°C左右高溫,經過各種化學工藝流程后得到碳化硅微粉。
    碳化硅(SiC)因其很大的硬度而成為一種重要的磨料,但其應用范圍卻超過一般的磨料。例如,它所具有的耐高溫性、導熱性而成為隧道窯或梭式窯的窯具材料之一,它所具有的導電性使其成為一種重要的電加熱元件等。制備SiC制品首先要制備SiC冶煉塊[或稱:SiC顆粒料,因含有C且超硬,因此SiC顆粒料曾被稱為:金剛砂。但要注意:它與天然金剛砂(也稱:石榴子石)的成分不同。在工業(yè)生產中,SiC冶煉塊通常以石英、石油焦等為原料,輔助回收料、乏料,經過粉磨等工序調配成為配比合理與粒度合適的爐料(為了調節(jié)爐料的透氣性需要加入適量的木屑,制備綠碳化硅時還要添加適量食鹽)經高溫制備而成。高溫制備SiC冶煉塊的熱工設備是專用的碳化硅電爐,其結構由爐底、內面鑲有電極的端墻、可卸式側墻、爐心體(全稱為:電爐中心的通電發(fā)熱體,一般用石墨粉或石油焦炭按一定的形狀與尺寸安裝在爐料中心,一般為圓形或矩形。其兩端與電極相連)等組成。該電爐所用的燒成方法俗稱:埋粉燒成。它一通電即為加熱開始,爐心體溫度約2500℃,甚至更高(2600~2700℃),爐料達到1450℃時開始合成SiC(但SiC主要是在≥1800℃時形成),且放出co。然而,≥2600℃時SiC會分解,但分解出的si又會與爐料中的C生成SiC。每組電爐配備一組變壓器,但生產時只對單一電爐供電,以便根據(jù)電負荷特性調節(jié)電壓來基本上保持恒功率,大功率電爐要加熱約24 h,停電后生成SiC的反應基本結束,再經過一段時間的冷卻就可以拆除側墻,然后逐步取出爐料。
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    吸附操作是一種古老的技術,早在兩千多年前西漢古墓中就用木炭吸濕防潮,說明當時已了解到木炭有很強的吸濕作用。世紀5年代前,因吸附劑種類少,常用的只有酸性白土、硅藻土和活性炭等幾種,選擇吸附的能力低,只限于脫色、脫臭、吸濕、干燥等小型的操作過程。世紀6年代以來,隨著性能優(yōu)良的吸附劑的不斷開發(fā)(如合成沸石、活性氧化鋁、分子篩等)以及各行各業(yè)分離要求的不斷提高,使吸附分離技術得到了迅速發(fā)展,成為完整的單元操作過程。
    上海作為工業(yè)化早的城市,19世紀后半期已經出現(xiàn)多次大氣污染的記載:1856年3月,天雨血,三日晨有黑雨冰雹。(同治《上?h志》卷3)嘉定1858年四月十五日鹵雨。(光緒《嘉定縣志》卷5)1898年6月21日下咸雨,植物黃萎(民國《嘉定縣續(xù)志》卷3)。年5月24日《申報》記載,浦東大團附近前日清晨忽然天降紅雨,登時紅色滿庭。鹵雨、黑雪等的出現(xiàn),反映了上海大氣污染的日益嚴重。當時,上海疫喉連年爆發(fā),顯然與此有關(轉引自余新忠:《清代江南的瘟疫與社會一項社會史的研究》第173頁)。
    曝氣生物濾池(biologicalaeratedfilter)與普通活性污泥法相比,具有有機負荷高、占地面積小(是普通活性污泥法的1/3)、投資少(節(jié)約3%)、不會產生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質好等優(yōu)點[1~3],但它對進水SS要求較嚴(一般要求SS1mg/L,SS6mg/L),因此對進水需要進行預處理。同時,它的反沖洗水量、水頭損失都較大。曝氣生物濾池(Biological:eratedFilter)是八十年代末、九十年代初在歐美發(fā)展起來的一種新型污水生物處理技術。

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