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现在人工制造金刚砂是在电炉中进行,所用的原料是研细的石英砂和高质里的焦炭
现在人工制造金刚砂是在电炉中进行,所用的原料是研细的石英砂和高质里的焦炭。在高温下,碳先变成一氧化破;一筑化碳夺取氧化硅里的氧而使硅还原出来。在高温下,硅升华了,又与未作用的焦炭反应,生成碳化硅,即金刚砂。在原料中还加进食盐与锯末,目的是使得反应混和物中有足够的孔隙以便带走放出的气体。碳化硅在1600℃时就巳经形成,但在1900-2000度时才开始形成六角形状的排列并逐渐长成大晶体,这样的过程约要30-40小时。尔后再慢慢冷却炉子,取出未反应的原料、反应的中间产物和我们要的产物金刚砂。
工业上用的人造金刚砂(含SiC97%)通常是有颜色的,常见的有黑色或绿色。这些颜色与金刚砂中含有其他杂质有关。
金刚砂在工业上首先被用作研磨材料。前面巳经讲过,它的硬度很大,因此可用金刚砂来磨削瓷制品、大理石、花岗岩之类的坚硬材料,也可以用它来加工韧性的材料,如青铜等。但由于金刚砂性能较脆,因而比起刚玉(氧化铝)来,它的使用范围要小一些。有时人们利用金刚砂耐磨的特性,把它渗到建筑材料中铺成人行道路面,比如火车站或地下电车站这些每天都有成干上万人出入的场所,这样就可以保证路面经久耐用。虽然行人的鞋底较赛易磨损些,但要在那样人流洪峰的地方经常修路面是更为麻烦的事,因此先要考虑路面的结实与耐磨。
金刚砂还广泛地应用于冶金和化学工业,这是由于金刚砂除了质地坚硬外,还有其他一些优良的特性:对氧和大多数酸的稳定性。因此只有和氮氢氟酸的混酸才能腐蚀它,则要温度高于230℃时才与之作用,这样耐酸腐蚀的材料在自然界并不常见。纯的碳化硅一般是不导电的,但如果碳、硅的成分比例恰当,则可成为半导体。这种半导体与其他一些半导休如硅、锗等不同,是一种特殊的半导体材料,即使温度高达1000度,仍具有半导体性能。半导体的碳化硅是用不同于人造金刚砂的方法制备的,在这里就不再详述了。
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