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      鄭州華晶金剛石股份有限公司

      碳化硅逆襲 超硬材料磨拋領(lǐng)域或受挑戰(zhàn)

      關(guān)鍵詞 碳化硅 , 研磨拋光 , 立方碳化硅 , β-Sic|2013-12-07 10:33:27|來源 中國磨料磨具網(wǎng)
      摘要 立方碳化硅又名β-Sic,屬立方晶系(金剛石晶型)。β-Sic的莫氏硬度為9.25--9.6,與金剛石接近,光潔度及拋光性能遠超白剛玉和α-Sic(黑碳化硅和綠碳化硅);在1600...

        立方碳化硅又名β-Sic,屬立方晶系(金剛石晶型)。β-Sic的莫氏硬度為9.25--9.6,與金剛石接近,光潔度及拋光性能遠超白剛玉和α-Sic(黑碳化硅和綠碳化硅);在1600℃以上溫度時β-Sic仍具有超高的強度和優(yōu)異的抗蠕變、抗斷裂性能;作為半導(dǎo)性材料,β-Sic比α-Sic的導(dǎo)電性高幾倍;β-Sic具有優(yōu)良的熱導(dǎo)率和低膨脹系數(shù),使得其在加熱和冷卻過程中受到的熱應(yīng)力很小;β-Sic屬于低溫晶型,超過1800℃時可發(fā)生晶型轉(zhuǎn)換;在比重方面,β-Sic比大多數(shù)合金小一半,為鋼的40%,與鋁大致相同。

        β-Sic生產(chǎn)方式目前主要有三種:激光法、等離子法和固相合成法。前兩種工藝主要合成的為納米及亞微米粉末,且由于合成時間短,無法做到顆粒的真正致密,且顆粒純度相對不高;固相合成法目前工藝方式較多,但都具有一定技術(shù)難度,就目前國際行業(yè)調(diào)查來看,真正做到高結(jié)晶、高純度、批量化的全球范圍只有陜西西科博爾一家企業(yè)做到,并已進入市場多年,其他廠家大多停留在理論或?qū)嶒炿A段,產(chǎn)品大多存在β相含量不高、產(chǎn)品雜質(zhì)多、難以批量生產(chǎn)等多項缺點。

      β-SiC的基本性質(zhì)表

        β-SiC微粉有很高的化學(xué)穩(wěn)定性、高硬度、高熱導(dǎo)率、低熱脹系數(shù)、寬能帶隙、高電子漂移速度、高電子遷移率、特殊的電阻溫度特性等,因此具有抗磨、耐高溫、耐熱震、耐腐蝕、耐輻射、良好的半導(dǎo)電特性等優(yōu)良性能,被廣泛應(yīng)用于電子、信息、精密加工技術(shù)、軍工、航空航天、高級耐火材料、特種陶瓷材料、高級磨削材料和和增強材料等領(lǐng)域。其應(yīng)用范圍主要分為以下幾類:

        由于β-Sic具有金剛石結(jié)構(gòu),顆粒呈類球形,具有超耐磨耐腐蝕,超導(dǎo)熱,低膨脹系數(shù)等特點,使其在特殊涂層中有著良好的應(yīng)用。將β-Sic超細粉鍍到普通材料上,其耐磨壽命會大幅提高,比如普通碳鋼的鉆頭鉆10mm鋼板,鉆1-2個孔便出現(xiàn)損壞情況,而涂有β-Sic的鉆頭性能可超過合金鉆頭,可以鉆20~50個孔。鋁合金活塞在汽缸中大量往復(fù)運動,很容易磨損,涂覆β-Sic材料后能夠使活塞壽命提高30-50倍。

        作為精密研磨拋光材料,β-Sic比白剛玉和α-Sic研磨效率高很多,而且能大幅提高產(chǎn)品光潔度。目前市場上用金剛石做研磨拋光材料較多,其價格是β-Sic的幾十倍甚至幾百倍;但β-Sic在眾多領(lǐng)域中的研磨效果不亞于金剛石,甚至磨不銹鋼、硅片、玻璃的光潔度優(yōu)于金剛石,價格卻是金剛石的幾十分之一倍。 

        用白剛玉做的油石、研磨盤廣泛用于不銹鋼類研磨行業(yè),其拋光性能相對較高,產(chǎn)品使用壽命短;而利用β-Sic做成的研磨材料(油石、研磨盤等),具有光潔度高、磨削力強、壽命長的優(yōu)勢。比如用白剛玉做的油石拋光軸承,用β-Sic做的油石替代后,光潔度能提高2-3個等級,產(chǎn)品壽命提高5-8倍,而且能大幅降低更換油石次數(shù),從而減少勞動強度、提高生產(chǎn)效率。β-Sic做的研磨膏、研磨液、高精密砂布砂帶及超耐磨涂層也有著良好的應(yīng)用前景。

       

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