一、黑碳化硅的定義

黑碳化硅又稱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

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，一般來說，不規(guī)則顆粒比球狀顆粒耐磨性好一些。但生產(chǎn)過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)電性優(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)品對金剛石鋸切行業(yè)來說至關(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），可滿足樹脂結(jié)合劑砂輪生產(chǎn)用料的需要。無論采用哪種方法，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脂結(jié)合劑砂輪（金剛石砂輪），因?yàn)樗梢砸睙挸鲚^長的莫來石纖維，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：由于黑碳化硅耐磨性好、硬度高因此細(xì)粒度產(chǎn)品可延長砂輪使用壽命；由于其細(xì)度細(xì)在磨削過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)刀具壽命更長更安全可靠；對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。