黑碳化硅F16-220

黑碳化硅（SiC）是一种重要的工业材料，通过以石英砂、石油焦（或煤焦）和木屑为原料，在电阻炉中经过高温冶炼而成。值得注意的是，碳化硅在自然中也存在于矿物莫桑石中。

碳化硅又被称作碳硅石，属于非氧化物高技术耐火原料，具有广泛的应用和经济性，因而被称之为金钢砂或耐火砂。

碳化硅的生产分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种类型，均为六方晶体。其比重为3.20至3.25，显微硬度范围在2840至3320 kg/mm²之间。黑碳化硅主要由石英砂、石油焦和硅石冶炼而成，硬度介于刚玉和金刚石之间，其机械强度高于刚玉，具备脆性和锋利性。而绿色碳化硅则以石油焦和硅石为主要原料，添加食盐作为助剂，同样经过高温冶炼。

常见的碳化硅磨料主要有两种晶体结构：绿碳化硅和黑碳化硅。绿碳化硅的SiC含量超过97%，主要应用于硬质含金工具的磨削；黑碳化硅则具有金属光泽，SiC含量在95%以上，强度比绿碳化硅高，但硬度相对较低，主要用于铸铁和非金属材料的加工。

碳化硅的分子式为SiC，其硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度同样优于刚玉，作为磨料和各种工业材料有广泛用途。尽管天然存在少量碳化硅，但目前尚不具备商业开采的矿源。

纯碳化硅呈无色透明晶体，而工业碳化硅因杂质的种类和含量不同，颜色可能呈现浅黄、绿、蓝甚至黑色，透明度也随纯度变化。碳化硅的晶体结构可分为六方或菱面体的α-SiC以及立方体的β-SiC（立方碳化硅）。α-SiC因其结构中碳和硅原子的排列不同，存在多种变体，已发现70余种，而β-SiC在高温下（2100℃以上）会转变为α-SiC。

碳化硅的工业制法主要是将石英砂和石油焦在电阻炉内炼制而成。炼得的碳化硅块经过破碎、酸碱洗、磁选以及筛分处理，最终制成不同粒度的产品。

常用的碳化硅包括黑碳化硅和绿碳化硅两个基本品种，均为α-SiC。黑碳化硅SiC含量约为98.5%，其韧性高于绿碳化硅，主要用于加工抗张强度较低的材料，如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁及有色金属等。而绿碳化硅的SiC含量超过99%，自锐性良好，广泛应用于硬质合金、钛合金以及光学玻璃的加工，还用于汽缸套的珩磨和高速钢刀具的精磨。此外，立方碳化硅是通过特殊工艺制得的黄绿色晶体，适用于轴承的超精加工，能够达到极高的表面光洁度。

碳化硅因其稳定的化学性能、高导热系数及小热膨胀系数，除了作为磨料外，还具有许多其他用途。例如，特定工艺将碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，能够显著提高其性能并延长使用寿命。此外，使用碳化硅制成的耐火材料，耐热震性能卓越且具备良好的能效。低品级碳化硅（SiC含量约85%）也被广泛使用于炼钢过程中的脱氧剂，能够加快炼钢速度并提升钢的质量。此外，碳化硅也被大量用于电热元件硅碳棒的制作。

综上所述，碳化硅不仅硬度极高，同时还拥有优良的导热性能，是一种重要的半导体材料，能够在高温环境中抗氧化，是各种工业领域中不可或缺的材料。