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金刚砂有哪些作用 |
| 发布日期：2013-09-06 新闻来源： 浏览次数：471 |
金刚砂有哪些作用；
金刚砂（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。金刚砂在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。 金刚砂又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，金刚砂为应用最广泛、最经济的一种。可以称为金钢砂或耐火砂。 金刚砂是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色金刚砂时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的金刚砂分为黑色金刚砂和绿色金刚砂两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。
概述
包括黑金刚砂和绿金刚砂，其中：黑金刚砂是以石英砂,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。绿金刚砂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。常用的金刚砂磨料有两种不同[1]的晶体，一种是绿金刚砂，含SiC 97%以上，主要用于磨硬质合金工具。另一种是黑金刚砂，有金属光泽，含SiC 95%以上，强度比绿金刚砂大，但硬度较低，主要用于磨铸铁和非金属材料。
性质
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。工业用金刚砂于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金刚砂存在，但迄今尚未找到可供开采的矿源。
纯金刚砂是无色透明的晶体。工业金刚砂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。绿环金刚砂晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称立方金刚砂)。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。
金刚砂的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制。炼得的金刚砂块，经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品。
金刚砂有黑金刚砂和绿金刚砂两个常用的基本品种，都属α-SiC。①黑金刚砂含SiC约98.5%，其韧性高于绿金刚砂，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绿金刚砂含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。此外还有立方金刚砂，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。
金刚砂滤料由于化学性能稳定、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：以特殊工艺把金刚砂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。低品级金刚砂（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，金刚砂还大量用于制作电热元件硅碳棒。
金刚砂的硬度很大，具有优良的导热性能，是一种半导体，高温时能抗氧化。
用途
(1)作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。
(2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。
金刚砂主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。目前金刚砂粗料已能大量供应, 不能算高新技术产品,而技术含量极高 的纳米级金刚砂粉体的应用短时间不可能形成规模经济。
(3)高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造金刚砂纤维。 主要用途：用于3—12英寸单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体等线切割。太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业工程性加工材料。
磨料磨具
主要用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏及光伏产品中单晶硅、多晶硅和电子行业的压电晶体等方面的研磨、抛光等。
化工
可用做炼钢的脱氧剂和铸铁组织的改良剂，可用做制造四氯化硅的原料，是硅树脂工业的主要原料。金刚砂脱氧剂是一种新型的强复合脱氧剂，取代了传统的硅粉碳粉进行脱氧，和原工艺相比各项理化性能更加稳定，脱氧效果好，使脱氧时间缩短，节约能源，提高炼钢效率，提高钢的质量，降低原辅材料消耗，减少环境污染，改善劳动条件，提高电炉的综合经济效益都具有重要价值。
耐磨、耐火和耐腐蚀材料
利用金刚砂具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性，金刚砂一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、金刚砂板、衬板、支撑件、匣钵、金刚砂坩埚等。
另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等；用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等高级金刚砂陶瓷材料；还可以制做火箭喷管、燃气轮机叶片等。此外，金刚砂也是高速公路、航空飞机跑道太阳能热水器等的理想材料之一。
钢铁
利用金刚砂的耐腐蚀&def抗热冲击耐磨损&def导热好的特点&def用于大型高炉内衬提高了使用寿命
冶金选矿
金刚砂硬度仅次于金刚石&def具有较强的耐磨性能&def是耐磨管道&def叶轮.泵室.旋流器&def矿斗内衬的理想材料&def其耐磨性能是铸铁.橡胶使用寿命的5--20倍&def也是航空飞行跑道的理想材料之一
建材陶瓷砂轮工业
利用其导热系数.热辐射&def高热强度大的特性&def制造薄板窑具&def不仅能减少窑具容量&def还提高了窑炉的装容量和产品质量&def缩短了生产周期&def是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料.
节能
利用良好的导热和热稳定性&def作热交换器&def燃耗减少20%&def节约燃料35%&def使生产率提高20-30%&def特别是矿山选厂用排放输送管道的内放&def其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍.
②磨料粒度及其组成按GB/T2477--83。磨料粒度组成测定方法按GB/T2481--83。
珠宝
合成金刚砂（Synthetic Moissanite）又名合成莫桑石、合成碳硅石（化学成分SiC），色散0.104比钻石(0.044)大，折射率2.65-2.69(钻石2.42)，具有与钻石相同的金刚光泽，“火彩”更强，比以往任何仿制品更接近钻石。这是由美国北卡罗来那州的C3公司制造生产的，已拥有世界各国生产合成金刚砂的专利，正在向全世界推广应用。
产地、输往国别及品质规格
(1)产地：长白山脉、河南、青海、甘肃、宁夏、四川、贵州、湖北丹江口等地。
(2)输往国别：美国、日本、韩国、及某些欧洲国家。
(3)品质规格：
①磨料级金刚砂技术条件按GB/T2480—96。各牌号的化学成分由表6-6-47和表6-6-48给出。
②磨料粒度及其组成按GB/T2477—83。磨料粒度组成测定方法按GB/T2481—83。
GB/T 9258.1-2000|涂附磨具用磨料 粒度分析 第1部分:粒度组成
GB/T 9258.2-2008|涂附磨具用磨料 粒度分析 第2部分：粗磨粒P12～P220粒度组成的测定
GB/T 9258.3-2000|涂附磨具用磨料 粒度分析 第3部分:微粉P240～P2500粒度组成的测定
具体理化指标
项目 SiC Fe2O3 F.C 比重
Ⅰ ≥97% ≤1.2% ≤0.3% 3.2g/cm3
Ⅱ ≥90% ≤1.5% ≤0.5%
起源
是由美国人艾奇逊在1891年电熔金刚石实验时，在实验室偶然发现的一种碳化物，当时误认为是金刚石的混合体，故取名金刚砂，1893年艾奇逊研究出来了工业冶炼金刚砂的方法，也就是大家常说的艾奇逊炉，一直沿用至今，以碳质材料为炉芯体的电阻炉，通电加热石英SIO2和碳的混合物生成金刚砂。 |
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