黑碳化硅180-0

黑碳化硅（SiC）是一种通过高温冶炼而成的材料，主要原料包括石英砂、石油焦（或煤焦）和木屑。此外，在自然界中，还有名为莫桑石的碳化硅矿物。

碳化硅又被称为碳硅石，是当代非氧化物高技术耐火材料中应用最广泛且具经济效益的一种，常常被称为金刚砂或耐火砂。

目前，中国工业生产的碳化硅主要分为黑色碳化硅和绿色碳化硅，这两种材料都是六方晶体，其比重在3.20～3.25之间，显微硬度为2840～3320 kg/mm²。

在这两种碳化硅中，黑碳化硅主要使用石英砂、石油焦和硅石为原料，通过高温冶炼所得，硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，具脆性和锋利性。而绿色碳化硅则是以石油焦和硅石为主要原料，并添加食盐作为添加剂，经过高温冶炼而成，其硬度和机械强度均高于刚玉。

碳化硅分为两种常用的磨料，绿碳化硅的含SiC超过97%，主要用于磨硬质合金工具。而黑碳化硅则具有金属光泽，含SiC超过95%，虽然强度高于绿碳化硅，但硬度略低，通常用于磨铸铁和非金属材料。

碳化硅的分子式为SiC，其硬度位于刚玉与金刚石之间，机械强度高于刚玉，因而可广泛用作磨料以及其他工业材料。自1891年以来，碳化硅已成为早期的人造磨料，尽管天然碳化硅存在于陨石和地壳中，目前尚未发现可供开采的矿源。

纯碳化硅为无色透明的晶体。由于工业碳化硅中的杂质不同，其颜色可能呈现浅黄、绿、蓝及黑色，透明度受纯度影响而有所不同。碳化硅的晶体结构分为<strong>六方或菱面体的 α-SiC 和立方体的 β-SiC</strong>，其中 β-SiC 在高温下会转变为 α-SiC。

碳化硅的工业制法是采用石英砂和石油焦在电阻炉中炼制而成。炼得的碳化硅块经过破碎、酸碱洗、磁选及筛分等工序，制成各种粒度的产品。

常用的碳化硅包括黑碳化硅和绿碳化硅。黑碳化硅的SiC含量约为98.5%，其韧性高于绿碳化硅，适用于加工低抗张强度的材料，如玻璃、陶瓷、石材和铸铁。绿碳化硅的SiC含量则超过99%，因其自锐性好，广泛用于加工硬质合金和钛合金，也用于精磨高速钢刀具。

由于其化学性能稳定、导热系数高和热膨胀系数小，碳化硅除了作为磨料，还有其他多种用途。例如，特殊工艺将碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可以显著提高其性能并延长使用寿命。此外，碳化硅制成的耐火材料耐热震、体积小、重量轻且强度高，具有不错的节能效果。低品级碳化硅（含SiC约85%）也被用作极好的脱氧剂，能够加速炼钢过程并提高钢的质量。

总的来说，碳化硅的硬度极高，导热性能优良，作为半导体在高温条件下也能抗氧化，因此在工业应用中有着重要的地位。