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常用的碳化硅磨料有兩種不同的晶體,一種是綠碳化硅,含SiC97%以上,主要用于磨硬質(zhì)含金工具。另一種是黑碳化硅,有金屬光澤,含SiC95%以上,強(qiáng)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。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。因此碳化硅可作為冶煉鋼鐵的凈化劑,即煉鋼的脫氧劑和鑄鐵的結(jié)構(gòu)改進(jìn)劑。
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(lán)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。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(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)棣?SiC。它對(duì)鋼材性能的主要影響:使鋼材產(chǎn)生熱脆、減低鋼的力學(xué)性能及焊接性能等。
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(jī)械上比較多。在應(yīng)用在密封環(huán)上:碳化硅陶瓷的耐化學(xué)腐蝕性好、強(qiáng)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(qiáng)度等特點(diǎn),這使得碳化硅陶瓷得到了廣泛的應(yīng)用。在應(yīng)用在密封環(huán)上:碳化硅陶瓷的耐化學(xué)腐蝕性好、強(qiáng)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。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(shí)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(xì)膩的。黑碳化硅分黑碳化硅粒度砂和黑碳化硅微粉兩大類產(chǎn)品產(chǎn)品主要用于耐火材料類產(chǎn)品的制造、泡沫陶瓷行業(yè)、太陽能硅板切割、水晶切割研磨、汽車發(fā)動(dòng)原件制造、特種涂料行業(yè)、塑料制品改性、脫硫、供電、環(huán)保行業(yè)等。
碳化硅磨料所具有的的特性,使碳化硅磨具在磨削加工中成為磨削硬脆材料及硬質(zhì)合金的理想工具,精度高,而且粗糙度好、磨具消耗少、使用壽命長(zhǎng),同時(shí)還可改善勞動(dòng)條件。因此廣泛用于普通磨具難于加工的低鐵含量的金屬及非金屬硬脆材料,如硬質(zhì)合金、高鋁瓷、光學(xué)玻璃、瑪瑙寶石、半導(dǎo)體材料、石材等。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出碳化硅在灰鑄鐵生產(chǎn)中已經(jīng)成為重要的材料。
碳化硅的生產(chǎn)流程:將石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑按比例混合;將原材料加入電阻爐中,原料在電阻爐中經(jīng)過2250℃以上高溫精煉制成碳化硅;經(jīng)過數(shù)小時(shí)的冶煉后,傾倒出碳化硅;將容器中的碳化硅冷卻;將碳化硅放入制砂機(jī)中粉碎,生產(chǎn)出碳化硅段砂;可加工玻璃、陶瓷、石材、鑄鐵及部分有色金屬、碳化物、鈦合金、高速鋼工具及砂輪。粉碎后,該材料將運(yùn)往磁分離去雜質(zhì),并進(jìn)入磨粉機(jī)進(jìn)行粉磨。
碳化硅是典型的多晶型化合物,按大類來分,有α-碳化硅和β-碳化硅兩種。α-碳化硅做為磨料有黑、綠兩種品種。β-碳化硅是制備碳化硅類陶瓷的主要原料。
碳化硅的用途十分廣泛,如:冶金、機(jī)械、化工、建材、輕工、電子。
磨料可作為冶金工業(yè)的凈化劑、脫氧劑和改良劑。在機(jī)械加工方面可作為合成硬質(zhì)合金刀具;加工后的硅碳板可作為耐火材料用于陶瓷燒制的棚板。通過精加工后生產(chǎn)的微粉,可用于高科技電子元器件和遠(yuǎn)紅外線輻射材料的涂料。
高純度精微粉可供工業(yè)航空航天器皿的涂層。對(duì)國際國內(nèi)各經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的用途十分廣闊。