一、黑碳化硅的定義

黑碳化硅又稱(chēng)碳化棕剛玉是以焦炭和硅石（石英）為主要原料，在電阻爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉生制品。它是一種硬度高、耐磨性好、抗彎強(qiáng)度高的磨料，可作研磨材料、砂輪、拋光劑使用。

二、黑碳化硅的種類(lèi)

黑碳化硅有不同的顆粒形狀，如球狀、立方體和不規(guī)則顆粒狀等。不同形狀的顆粒的耐磨性有差別，一般來(lái)說(shuō)，不規(guī)則顆粒比球狀顆粒耐磨性好一些。但生產(chǎn)過(guò)程中可能因工藝和配方等因素，也會(huì)有所差別。

三、黑碳化硅的性能

1.顏色：不同含量的碳化硅有不同的顏色，如灰色、黑色等。

2.硬度：黑碳化硅硬度高，莫氏硬度在9.3級(jí)左右。

3.強(qiáng)度：黑碳化硅的強(qiáng)度高，抗沖擊，耐磨性好。

4.韌性：黑碳化硅的韌性好，不易開(kāi)裂。

5.密度：黑碳化硅的密度一般比水略大。

四、黑碳化硅的用途

黑碳化硅主要用于制作砂輪、耐火材料、磨具、磨料、拋光劑、寶石研磨膏等。在冶金工業(yè)中，石墨坩堝拉管用碳化硅作為起始原料，經(jīng)過(guò)配料、混捏、成型、高溫熔煉、窯處理等工序得到冶金級(jí)碳化硅。該產(chǎn)品具有導(dǎo)電性?xún)?yōu)良，高溫體積穩(wěn)定等特點(diǎn)。其外觀為灰白色細(xì)粉，具有很強(qiáng)的耐磨性。通常，硬度和密度直接關(guān)聯(lián)到金剛石砂輪的性能方面硬度和耐磨性是金剛石工具制造過(guò)程中重要的技術(shù)指標(biāo)。在金剛石鋸切行業(yè)中，黑碳化硅砂輪的性能取決于其硬度、耐磨性及韌性是否符合砂輪制造的標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，選擇合適的黑碳化硅產(chǎn)品對(duì)金剛石鋸切行業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

五、黑碳化硅的生產(chǎn)工藝

黑碳化硅的生產(chǎn)工藝主要是采用電弧爐或中頻爐生產(chǎn)，冶煉方法有電弧熔煉和感應(yīng)熔煉兩種方法。電弧熔煉法是采用石墨電極在電弧爐中熔煉棕剛石原料，以碳還原硅生成莫來(lái)石和SiC的合成產(chǎn)物，從爐底熔體中收集至沉網(wǎng)或傾倒成磨料柱。感應(yīng)熔煉是將熔煉鍋采用35平方毫米以上的線圈進(jìn)行感應(yīng)加熱達(dá)到熔煉的目的，回收成品顆粒較大（為小爐焙燒后的粗顆粒），可滿足樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪生產(chǎn)用料的需要。無(wú)論采用哪種方法，均能得到不同粒度的黑碳化硅磨料產(chǎn)品。從產(chǎn)品性能上看電弧爐冶煉法生產(chǎn)的黑碳化硅更適合制作整體成型的大型或超大型樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪（金剛石砂輪），因?yàn)樗梢砸睙挸鲚^長(zhǎng)的莫來(lái)石纖維，這有利于提高砂輪的性能。隨著規(guī)模擴(kuò)大化及設(shè)備的不斷更新?lián)Q代，目前大多數(shù)廠家都采用中頻爐生產(chǎn)樹(shù)脂結(jié)合劑砂輪用黑碳化硅產(chǎn)品，它具有節(jié)能高效低成本的特點(diǎn)。

六、黑碳化硅的質(zhì)量控制

黑碳化硅的質(zhì)量控制主要從以下幾方面進(jìn)行：

1.含硅量：黑碳化硅的含硅量直接影響其硬度及耐磨性，因此要求含硅量在3-4%之間以保證其性能穩(wěn)定可靠。由于市場(chǎng)上使用的焦炭質(zhì)量不盡相同等原因使得不同廠家生產(chǎn)的黑碳化硅物理性能指標(biāo)有所差異。同時(shí)焦炭質(zhì)量波動(dòng)較大也會(huì)影響焙燒爐料的質(zhì)量從而影響砂輪質(zhì)量及性能。

2.顆粒度：顆粒度直接影響黑碳化硅的使用效果和壽命，要求其研磨效率高且不易堵塞。粒度大小與不同工況的要求使用相對(duì)應(yīng)粒度的產(chǎn)品更為合理。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)使用細(xì)粒度產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)：由于黑碳化硅耐磨性好、硬度高因此細(xì)粒度產(chǎn)品可延長(zhǎng)砂輪使用壽命；由于其細(xì)度細(xì)在磨削過(guò)程中可減少切削量從而減少磨削功率提高加工效率；細(xì)粒度產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)較低從而降低了加工成本；同時(shí)細(xì)粒度產(chǎn)品可獲得較好的光潔度且成本增加不大對(duì)于要求較高光潔度的工件適宜采用細(xì)粒度產(chǎn)品；此外使用細(xì)粒度產(chǎn)品時(shí)刀具壽命更長(zhǎng)更安全可靠；對(duì)于某些特殊用途如鏡面加工使用超細(xì)研磨級(jí)的黑碳化硅效果更佳。

3.雜質(zhì)含量：雜質(zhì)含量直接影響產(chǎn)品的性能和使用壽命。要求雜質(zhì)含量低以保證產(chǎn)品質(zhì)量可靠穩(wěn)定。