什麼是碳化矽？為什麼這麼“耐磨”？
- 分(fēn)類：産品知(zhī)識
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- 發布時間：2023-07-09
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【概要描述】碳化矽有黑碳化矽和綠碳化矽兩個常用的基本品種，都屬α-SiC。①黑碳化矽含SiC約98.5%，其韌性高于綠碳化矽，大(dà)多用于加工(gōng)抗張強度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火(huǒ)材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化矽含SiC99%以上，自銳性好，大(dà)多用于加工(gōng)硬質合金、钛合金和光學玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。此外(wài)還有立方碳化矽，它是以特殊工(gōng)藝制取的黃綠色晶體(tǐ)，用以制作的磨具适于軸承的超精加工(gōng)，可使表面
什麼是碳化矽？為什麼這麼“耐磨”？
【概要描述】碳化矽有黑碳化矽和綠碳化矽兩個常用的基本品種，都屬α-SiC。①黑碳化矽含SiC約98.5%，其韌性高于綠碳化矽，大(dà)多用于加工(gōng)抗張強度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火(huǒ)材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化矽含SiC99%以上，自銳性好，大(dà)多用于加工(gōng)硬質合金、钛合金和光學玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。此外(wài)還有立方碳化矽，它是以特殊工(gōng)藝制取的黃綠色晶體(tǐ)，用以制作的磨具适于軸承的超精加工(gōng)，可使表面
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詳情
碳化矽(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑為原料通過電(diàn)阻爐高溫冶煉而成。碳化矽在大(dà)自然也存在罕見的礦物(wù)，莫桑石。 碳化矽又(yòu)稱碳矽石。在當代C、N、B等非氧化物(wù)高技術耐火(huǒ)原料中(zhōng)，碳化矽為應用最廣泛、最經濟的一(yī)種。可以稱為金鋼砂或耐火(huǒ)砂。 碳化矽是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生(shēng)産綠色碳化矽時需要加食鹽)等原料在電(diàn)阻爐内經高溫冶煉而成。目前我(wǒ)(wǒ)國工(gōng)業生(shēng)産的碳化矽分(fēn)為黑色碳化矽和綠色碳化矽兩種，均為六方晶體(tǐ)，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。
包括黑碳化矽和綠碳化矽，其中(zhōng)：黑碳化矽是以石英砂,石油焦和優質矽石為主要原料,通過電(diàn)阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉,性脆而鋒利。綠碳化矽是以石油焦和優質矽石為主要原料,添加食鹽作為添加劑，通過電(diàn)阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉。 常用的碳化矽磨料有兩種不同[1]的晶體(tǐ)，一(yī)種是綠碳化矽，含SiC 97%以上，主要用于磨硬質含金工(gōng)具。另一(yī)種是黑碳化矽，有金屬光澤，含SiC 95%以上，強度比綠碳化矽大(dà)，但硬度較低，主要用于磨鑄鐵和非金屬材料。
碳化矽的性質
分(fēn)子式為SiC，其硬度介于剛玉和金剛石之間，機械強度高于剛玉，可作為磨料和其他某些工(gōng)業材料使用。工(gōng)業用碳化矽于1891年研制成功，是最早的人造磨料。在隕石和地殼中(zhōng)雖有少量碳化矽存在，但迄今尚未找到可供開(kāi)采的礦源。
純碳化矽是無色透明的晶體(tǐ)。工(gōng)業碳化矽因所含雜(zá)質的種類和含量不同，而呈淺黃、綠、藍(lán)乃至黑色，透明度随其純度不同而異。碳化矽晶體(tǐ)結構分(fēn)為六方或菱面體(tǐ)的 α-SiC和立方體(tǐ)的β-SiC(稱立方碳化矽)。α-SiC由于其晶體(tǐ)結構中(zhōng)碳和矽原子的堆垛序列不同而構成許多不同變體(tǐ)，已發現70餘種。β-SiC于2100℃以上時轉變為α-SiC。
碳化矽的工(gōng)業制法是用優質石英砂和石油焦在電(diàn)阻爐内煉制。煉得的碳化矽塊，經破碎、酸堿洗、磁選和篩分(fēn)或水選而制成各種粒度的産品。
碳化矽有黑碳化矽和綠碳化矽兩個常用的基本品種，都屬α-SiC。①黑碳化矽含SiC約98.5%，其韌性高于綠碳化矽，大(dà)多用于加工(gōng)抗張強度低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火(huǒ)材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化矽含SiC99%以上，自銳性好，大(dà)多用于加工(gōng)硬質合金、钛合金和光學玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速鋼刀具。此外(wài)還有立方碳化矽，它是以特殊工(gōng)藝制取的黃綠色晶體(tǐ)，用以制作的磨具适于軸承的超精加工(gōng)，可使表面粗糙度從Ra32～0.16微米一(yī)次加工(gōng)到Ra0.04～0.02微米。
碳化矽由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小(xiǎo)、耐磨性能好，除作磨料用外(wài)，還有很多其他用途，例如：以特殊工(gōng)藝把碳化矽粉末塗布于水輪機葉輪或汽缸體(tǐ)的内壁，可提高其耐磨性而延長使用壽命1～2倍;用以制成的高級耐火(huǒ)材料，耐熱震、體(tǐ)積小(xiǎo)、重量輕而強度高,節能效果好。低品級碳化矽(含SiC約85%)是極好的脫氧劑，用它可加快煉鋼速度，并便于控制化學成分(fēn)，提高鋼的質量。此外(wài)，碳化矽還大(dà)量用于制作電(diàn)熱元件矽碳棒。
碳化矽的硬度很大(dà)，具有優良的導熱性能，是一(yī)種半導體(tǐ)，高溫時能抗氧化。
用途
(1)作為磨料，可用來做磨具，如砂輪、油石、磨頭、砂瓦類等。
(2)作為冶金脫氧劑和耐高溫材料。
碳化矽主要有四大(dà)應用領域,即: 功能陶瓷、高級耐火(huǒ)材料、磨料及冶金原料。目前碳化矽粗料已能大(dà)量供應, 不能算高新技術産品,而技術含量極高 的納米級碳化矽粉體(tǐ)的應用短時間不可能形成規模經濟。
(3)高純度的單晶，可用于制造半導體(tǐ)、制造碳化矽纖維。
主要用途：用于3—12英寸單晶矽、多晶矽、砷化鉀、石英晶體(tǐ)等線切割。太陽能光伏産業、半導體(tǐ)産業、壓電(diàn)晶體(tǐ)産業工(gōng)程性加工(gōng)材料。
主要用于制作砂輪、砂紙(zhǐ)、砂帶、油石、磨塊、磨頭、研磨膏及光伏産品中(zhōng)單晶矽、多晶矽和電(diàn)子行業的壓電(diàn)晶體(tǐ)等方面的研磨、抛光等。
化工(gōng)
可用做煉鋼的脫氧劑和鑄鐵組織的改良劑，可用做制造四氯化矽的原料，是矽樹(shù)脂工(gōng)業的主要原料。碳化矽脫氧劑是一(yī)種新型的強複合脫氧劑，取代了傳統的矽粉碳粉進行脫氧，和原工(gōng)藝相比各項理化性能更加穩定，脫氧效果好，使脫氧時間縮短，節約能源，提高煉鋼效率，提高鋼的質量，降低原輔材料消耗，減少環境污染，改善勞動條件，提高電(diàn)爐的綜合經濟效益都具有重要價值。
耐磨、耐火(huǒ)和耐腐蝕材料
利用碳化矽具有耐腐蝕、耐高溫、強度大(dà)、導熱性能良好、抗沖擊等特性，碳化矽一(yī)方面可用于各種冶煉爐襯、高溫爐窯構件、碳化矽闆、襯闆、支撐件、匣缽、碳化矽坩埚等。
另一(yī)方面可用于有色金屬冶煉工(gōng)業的高溫間接加熱材料,如豎罐蒸餾爐、精餾爐塔盤、鋁電(diàn)解槽、銅熔化爐内襯、鋅粉爐用弧型闆、熱電(diàn)偶保護管等;用于制作耐磨、耐蝕、耐高溫等高級碳化矽陶瓷材料;還可以制做火(huǒ)箭噴管、燃氣輪機葉片等。此外(wài)，碳化矽也是高速公路、航空飛機跑道太陽能熱水器等的理想材料之一(yī)。
有色金屬
利用碳化矽具有耐高溫&def強度大(dà)&def導熱性能良好&def抗沖擊&def作高溫間接加熱材料&def如堅罐蒸餾爐&def精餾爐塔盤&def鋁電(diàn)解槽&def銅熔化爐内襯&def鋅粉爐用弧型闆&def熱電(diàn)偶保護管等.
鋼鐵
利用碳化矽的耐腐蝕&def抗熱沖擊耐磨損&def導熱好的特點&def用于大(dà)型高爐内襯提高了使用壽命.
冶金選礦
碳化矽硬度僅次于金剛石&def具有較強的耐磨性能&def是耐磨管道&def葉輪.泵室.旋流器&def礦鬥内襯的理想材料&def其耐磨性能是鑄鐵.橡膠使用壽命的5--20倍&def也是航空飛行跑道的理想材料之一(yī).
建材陶瓷砂輪工(gōng)業
利用其導熱系數.熱輻射&def高熱強度大(dà)的特性&def制造薄闆窯具&def不僅能減少窯具容量&def還提高了窯爐的裝容量和産品質量&def縮短了生(shēng)産周期&def是陶瓷釉面烘烤燒結理想的間接材料.
節能
利用良好的導熱和熱穩定性&def作熱交換器&def燃耗減少20%&def節約燃料35%&def使生(shēng)産率提高20-30%&def特别是礦山選廠用排放(fàng)輸送管道的内放(fàng)&def其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍.
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解析石材抛光原理及所用磨石磨具
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綠碳化矽熱穩定性的有效利用
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