金剛砂耐磨材料

    金剛砂，SiC，又名碳化硅。純的是無色晶體。密度3.06～3.20。硬度很大，大約是莫氏9.5度。一般的是無色粉狀顆粒。磨碎以后，可以作研磨粉，可制擦光紙，又可制磨輪和砥石的摩擦表面。由砂和適量的碳放在電爐中加強熱制得。天然金剛砂又名石榴子石，系硅酸鹽類礦物。經過水力分選，機械加工，篩選分級等方法制成的研磨材料。生產使用歷史悠久，古代我國就有使用金剛砂研磨水晶玻璃，各種玉石的史例。十九世紀四十年代又遠銷東洋。分粗目，中目，細目三大類。其中粗目為黑紅色，中目為淡紅色，細目為紅白色，各種目數粒度均勻，顆粒形狀均一，成棱叫角晶體，有鋒利的邊緣，磨削力高。供石材類工業研磨大理石及其它軟質材料。玻璃類工業研磨玻璃毛邊，電視機顯像管，光學器械，鏡片，棱鏡，鐘表用玻璃等。金屬類工業噴砂，除銹，研磨。印刷工業研磨膠版，以及輕工業加工塑樣，皮革，砂紙等用途。 

    天然金剛砂的磨削力略低于電爐白剛玉，但其任性強，具有介殼狀段口之特性，其優點是磨件的光潔度高，砂痕少而淺。磨面細而均勻，可提高產品質量，為本品的獨特之處。天然金剛砂的研磨時間短，效益高，價格低廉，可彌補壽命短的不足。      

    金剛砂（SiC）是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑為原料通過電阻爐高溫冶煉而成。金剛砂在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。 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，碳化硅為應用最廣泛、最經濟的一種。可以稱為金鋼砂或耐火砂。 碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產綠色碳化硅時需要加食鹽)等原料在電阻爐內經高溫冶煉而成。目前我國工業生產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。包括黑碳化硅和綠碳化硅，其中：黑碳化硅是以石英砂,石油焦和優質硅石為主要原料,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質硅石為主要原料,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，主要用于磨硬質含金工具。另一種是黑碳化硅，有金屬光澤，含SiC 95%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。  

    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材料使用。工業用碳化硅于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。 　　 

    純金剛砂是無色透明的晶體。工業碳化硅因所含雜質的種類和含量不同，而呈淺黃、綠、藍乃至黑色，透明度隨其純度不同而異。金剛砂晶體結構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由于其晶體結構中碳和硅原子的堆垛序列不同而構成許多不同變體，已發現70余種。β-SiC于2100℃以上時轉變為α-SiC。金剛砂的工業制法是用優質石英砂和石油焦在電阻爐內煉制。煉得的碳化硅塊，經破碎、酸堿洗、磁選和篩分或水選而制成各種粒度的產品。  

    金剛砂有黑金剛砂和綠金剛砂兩個常用的基本品種，都屬α-SiC。①黑金剛砂含SiC約98.5％，其韌性高于綠金剛砂，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。②綠金剛砂含SiC99％以上，自銳性好，大多用于加工硬質合金、鈦合金和光學玻璃，也用于珩磨汽缸套和精磨高速具。此外還有立方碳化硅，它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體，用以制作的磨具適于軸承的超精加工，可使表面粗糙度從Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米。 　　 

    金剛砂由于化學性能穩定、導熱系數高、熱膨脹系數小、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；用以制成的高級耐火材料，耐熱震、體積小、重量輕而強度高,節能效果好。低品級金剛砂（含SiC約85％）是極好的脫氧劑，用它可加快煉鋼速度，并便于控制化學成分，提高鋼的質量。此外，金剛砂還大量用于制作電熱元件硅碳棒。金剛砂的硬度很大，具有優良的導熱性能，是一種半導體，高溫時能抗氧化。