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金刚砂

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金刚砂,SiC,又名碳化硅。纯的是无色晶体。密度3.06~3.20。硬度很大,大约是莫氏9.5度。一般的是无色粉状颗粒。磨碎以后,可以作研磨粉,可制擦光纸,又可制磨轮和砥石的摩擦表面。由砂和适量的碳放在电炉中加强热制得。天然金刚砂又名石榴子石,系硅酸盐类矿物。经过水力分选,机械加工,筛选分级等方法制成的研磨材料。生产使用历史悠久,古代我国就有使用金刚砂研磨水晶玻璃,各种玉石的史例。十九世纪四十年代又远销东洋。分粗目,中目,细目三大类。其中粗目为黑红色,中目为淡红色,细目为红白色,各种目数粒度均匀,颗粒形状均一,成棱叫角晶体,有锋利的边缘,磨削力高。供石材类工业研磨大理石及其它软质材料。玻璃类工业研磨玻璃毛边,电视机显像管,光学器械,镜片,棱镜,钟表用玻璃等。金属类工业喷砂,除锈,研磨。印刷工业研磨胶版,以及轻工业加工塑样,皮革,砂纸等用途。
    天然金刚砂的磨削力略低于电炉白刚玉,但其任性强,具有介壳状段口之特性,其优点是磨件的光洁度高,砂痕少而浅。磨面细而均匀,可提高产品质量,为本品的独特之处。天然金刚砂的研磨时间短,效益高,价格低廉,可弥补寿命短的不足。     
    碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石。 碳化硅又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用最广泛、最经济的一种。可以称为金钢砂或耐火砂。 碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。包括黑碳化硅和绿碳化硅,其中:黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。 常用的碳化硅磨料有两种不同的晶体,一种是绿碳化硅,含SiC 97%以上,主要用于磨硬质含金工具。另一种是黑碳化硅,有金属光泽,含SiC 95%以上,强度比绿碳化硅大,但硬度较低,主要用于磨铸铁和非金属材料。
     分子式为SiC,其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,可作为磨料和其他某些工业材料使用。工业用碳化硅于1891年研制成功,是最早的人造磨料。在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供开采的矿源。   
     纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅)。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的碳化硅块,经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。
    碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-SiC。①黑碳化硅含SiC约98.5%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等。②绿碳化硅含SiC99%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具。此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从Ra32~0.16微米一次加工到Ra0.04~0.02微米。   
    碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如:以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍;用以制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅(含SiC约85%)是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量。此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。碳化硅的硬度很大,具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化。

金钢砂化学成份

 

TFe

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

Te2O3

23.37

11.89

1.96

32.12

6.57

18.16

金钢砂性质

 

颜色

灰黑色

比重:(克/cm3)

3.73-390

最高使用温度:

1000℃

硬度约

8-9

金钢砂颗粒尺寸范围及用途

 

粒度(筛目)

基本粒尺寸范围

用途

20°-18°

1———0.5mm

建筑:耐磨层。楼梯防滑条

12°-18°

2———1mm

喷砂除锈及建筑耐磨层

8°-10°

3———2mm

 

5°-8°

5———3mm

建筑:做耐磨层

1°-4°

10———6mm

 

0.5°-1°

20— —10mm

金刚砂成分                                                         金刚砂耐酸碱度

 

项目

典型化学成分(%)

 

项目

耐酸碱度指标准(%)

Fe2o3

60-69.53

 

浓H2SO4

99.96

Sio2

10-27

 

20%H2SO4

99.75

Al2o3

2-6

 

50%NaOH

99.92

Tio

0.9-1.4

 

20%NaOH

99.85

Cao

0.2-0.4

 

 

 

Mgo

0.4-0.7

 

室温19℃,浸泡22小时剩余量

金刚砂主要指标

 

项目

指标

颜色

深棕色(煅烧后深棕)

晶形

三方晶系

硬度(莫氏)

≥9.0

熔点(℃)

2250

最高使用温度(℃)

1900

真密度(g/cm3)

≥3.9

线膨胀系数(0—1600℃)

7—9

包装及储存:编织袋包装,50kg一袋。应放置于室内阴凉处。

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