http://www.gydfjs.com 碳化硅可以稱為金鋼砂或耐火砂,碳化硅又稱碳硅石(碳化硅中含微量鋁、鈣、鎂、鐵等元素。偶見金屬鐵和石墨包裹體。呈六方晶系、三方晶系或等軸晶系。板狀、復(fù)三方柱狀,多成自形晶或不規(guī)則圓粒及碎屑。純者無色透明,含雜質(zhì)時呈藍、天藍、深藍、深綠、淺綠及少數(shù)黃、黑等色。金剛光澤。硬度9.5。密度3.17~3.47g/cm3。折射率極高。雙折射性和色散性強,在紫外光下發(fā)黃、橙黃光。無電磁性。難溶,完全不溶于氫氟酸中。在氧化氣氛中加熱至1100℃不燃燒。按其形成條件可分為α-SiC(三方晶系),β-SiC(等軸晶系)和γ-SiC(六方晶系)等幾種變體。前者又有α-SiC II和α-SiC Ⅵ等變體)。在當(dāng)代C、N、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中,碳化硅為應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟的一種。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料在電阻爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成。目前我國工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種,均為六方晶體,比重為3.20~3.25,顯微硬度為2840~3320kg/mm2。碳化硅可用作磨料、耐火材料、高溫發(fā)熱體及陶瓷材料的原料。
工業(yè)用碳化硅于1891年研制成功,是最早的人造磨料。在隕石和地殼中雖有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供開采的礦源。碳化硅分子式為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業(yè)材料使用。純碳化硅是無色透明的晶體,工業(yè)碳化硅因所含雜質(zhì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中碳和硅原子的堆垛序列不同而構(gòu)成許多不同變體,已發(fā)現(xiàn)70余種。β-SiC于2100℃以上時轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SiC。碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途,例如:以特殊工藝把碳化硅粉末涂布于水輪機葉輪或汽缸體的內(nèi)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材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節(jié)能效果好。低品級碳化硅(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(xué)成分,提高鋼的質(zhì)量。此外,碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。 碳化硅的硬度很大,具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能,是一種半導(dǎo)體,高溫時能抗氧化。
碳化硅包括黑碳化硅和綠碳化硅,其中:黑碳化硅是以石英砂,石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石為主要原料,通過電阻爐高溫冶煉而成。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。綠碳化硅是以石油焦和優(yōu)質(zhì)硅石為主要原料,添加食鹽作為添加劑,通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介于剛玉和金剛石之間,機械強度高于剛玉。常用的碳化硅磨料有兩種不同的晶體,一種是綠碳化硅,含SiC 97%以上,主要用于磨硬質(zhì)合金工具。另一種是黑碳化硅,有金屬光澤,含SiC95%以上,強度比綠碳化硅大,但硬度較低,主要用于磨鑄鐵和非金屬材料。
碳化硅的制造方法是用優(yōu)質(zhì)石英砂和石油焦在電阻爐內(nèi)煉制。碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用的基本品種,煉得的碳化硅塊,經(jīng)破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產(chǎn)品。
黑碳化硅含SiC約95%,其韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。
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