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金刚砂作为研磨材料中最硬的碳化硅首先在工业中使用

编辑:当涂县鑫磊耐磨材料厂  时间:2019-04-10

  在合成材料中,金刚砂也是一种引起我们兴趣的材料。其成分为SiC,是一种高硬度、重要技术价值的人造材料。目前,世界钻石砂年产量已超过1000万吨。

  众所周知,金刚砂是由一种晶体碳组成的,而金刚石砂是由碳和硅组成的。在元素周期表中,碳和硅属于同一组元素,因此它们的性质非常相似。它们都是难熔的和硬破碎的晶体。

  和钻石一样,钻石的晶体也能产生各种折射,在光线下也能发光。金刚砂的硬度为9莫赫(金刚石为10莫赫),也是世界上最硬的材料之一。

  准钻石是从首次发现钻石的角砾岩云母橄榄岩中提取的。可以看出,这两种矿物具有相似的形成条件。但它们在地球上是稀缺的。

  目前,人造金刚砂pk10计划是用电炉制造的。所用原材料为细石英砂和优质焦炭。在高温下,碳首先被氧化并分解;碳在氧化硅中积聚以捕获氧并还原硅。在高温下,硅升华并与未使用的焦炭反应,形成碳化硅或金刚砂。

  在原料中加入盐和锯末,以便在反应混合物中形成足够的孔,以除去释放的气体。

  

  碳化硅形成于1600摄氏度,但六角形排列开始于1900 2000摄氏度,并逐渐成长为大晶体。这个过程大约需要30-40个小时。

  然后,慢慢冷却熔炉,取出未反应的原材料、反应的中间产物和我们想要的钻石。

  工业上使用的人造金刚砂(包括SiC97%)通常是有色的,最常见的是黑色或绿色。这些颜色与钻石中的其他杂质有关。

  金刚砂在工业上首次用作研磨材料。如前所述,它具有很高的硬度,因此可以用来研磨陶瓷、大理石、花岗岩等硬质材料和青铜等硬质材料。然而,由于金刚砂的脆性,其应用范围小于刚玉(氧化铝)。

  有时人们会利用金刚砂的耐磨性能渗透到建筑材料中,铺筑路面,如火车站或地铁站,每天都有成千上万的人进出,以保证路面的耐久性。虽然行人的鞋底比锦标赛的鞋底更容易磨损,但在人流众多的地方,经常修理人行道更麻烦。因此,首先要考虑的是路面的强度和耐磨性。

  金刚砂在冶金和化学工业中也被广泛应用,因为它除了质地坚硬外,还具有其它优良的性能:对氧和大多数酸的稳定性。因此,只有硝酸和氢氟酸的混合酸才能腐蚀它,磷酸只能在230℃以上的温度下作用于它,因此耐酸材料在自然界并不常见。

  纯碳化硅一般不导电,但如果碳和硅的比例合适,它可以成为半导体。与硅和锗等其他半导体不同,这种半导体是一种特殊的半导体材料,即使在温度高达1000度时也具有半导体特性。半导体碳化硅的制备方法与人造金刚石不同,本文不作详细介绍。




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