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金剛砂又名碳化硅是用石英砂、石油焦、木屑(生產綠色碳化硅時需要加鹽)等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物,莫桑石。在轉爐與電爐煉鋼過程中,鋼水對爐襯碳化硅會產生機械沖刷,與此同時構成碳化硅的組成元素溶解到鋼水中并與鋼水之間發(fā)生化學反應。 碳化硅又稱碳硅石。在當代C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中,碳化硅為應用廣泛、經濟的一種,可以稱為金鋼砂或耐火砂。
碳化硅由于化學性能穩(wěn)定、導熱系數(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壁,可提高其耐磨性而延長使用壽命1~2倍;用以制成的耐火材料,耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節(jié)能效果好。一般耐火澆注料在出廠后都會提供一份施工說明,其中對澆注料在施工中的加水量有明確規(guī)定。
低品級碳化硅是較好的脫氧劑,用它可加快煉鋼速度,并便于控制化學成分,提高鋼的質量。此外,碳化硅還大量用于制作電熱元件硅碳棒。
碳化硅制品可以分為很多類,根據(jù)不同的使用環(huán)境,分為不同的種類。一般使用到機械上比較多。抗熱沖擊耐磨損,導熱好的特點,用于大型高爐內襯提高了使用壽命。在應用在密封環(huán)上:碳化硅陶瓷的耐化學腐蝕性好、強度高、硬度高,耐磨性能好、摩擦系數(shù)小,且耐高溫,因而是制造密封環(huán)的理想材料。碳化硅的制品之一的碳化硅陶瓷具有的高硬度、高耐腐蝕性以及較高的高溫強度等特點,這使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應用。
碳化硅作為研磨劑,可以用作研磨工具,例如砂輪,油石,研磨頭,砂瓦等。在航天工業(yè)中,用碳化硅制造的燃氣濾片、燃燒室噴嘴已用于火箭技能中。所以在碳化硅使用過程中,一定要注意,碳化硅用于磨具磨料的時候,粒度跟普通的鑄造和煉鋼碳化硅粒度是不一樣的,它的粒度范圍值非常小,一般都是60-80目,80-100目,100目-120目,180目-200目等,粒度是非常細膩的。
綠碳化硅制成的磨具,多用于硬質合金、鈦合金、光學玻璃的磨削,一起也用于缸套的珩磨。立方碳化硅磨具專用于微型軸承的超精磨。在電子工業(yè)中,如在工業(yè)碳化硅爐內或在工業(yè)爐上用特別辦法培育出來大片完好的碳化硅單晶體,可作為發(fā)光二極管的基片。用電鍍辦法將碳化硅微粉涂敷于水輪機葉輪上,可大大提高葉輪的耐磨性;用機械壓力將立方體SiC200號磨粉與W28微粉壓入內燃機的汽缸壁上,可延長缸體壽數(shù)一倍以上。
在電氣工業(yè)中,碳化硅可用做避雷器閥體、硅碳電熱元件、遠紅外線發(fā)生器等。在電子工業(yè)中,如在工業(yè)碳化硅爐內或在工業(yè)爐上用特別辦法培育出來大片完好的碳化硅單晶體,可作為發(fā)光二極管的基片;高純碳化硅晶體是制造耐輻射高溫半導體的材料。碳化硅器件對充電模塊性能提升主要體現(xiàn)在三方面:(1)提高頻率,簡化供電網絡。碳化硅是少量禁帶寬度大(2.86eV)且具有P及n兩種導電類型的半導體資料之一。