天然的碳化硅（也稱為莫桑石）非常稀少，所以工業上使用的碳化硅通常是人工合成的，俗稱金剛砂。它是耐火材料領域中一種重要的非氧化物原料，用于制造多種耐火材料制品，這些制品適用于冶金工業的高爐、煉鋅爐以及陶瓷工業的窯具等。

合成碳化硅的原料

主要原料：含有二氧化硅（SiO?）的脈石英和石英砂，以及富含碳（C）的石油焦。

輔助原料：木屑和食鹽（僅用于綠色碳化硅的生產）。

碳化硅的類型：

- 黑色和綠色兩種主要類型，它們的合成條件有所不同。

 合成工藝

1. 原料要求：

   硅質原料（如石英砂或脈石英）需要較高的SiO?含量。

   石油焦需要高固定碳含量、低灰分和低揮發分。

   木屑用于改善爐料的透氣性。

   食鹽（僅綠色碳化硅）有助于去除雜質。

2. 冶煉工藝：

   在2000-2500°C的電阻爐中進行。

   原料反應生成碳化硅的同時釋放出一氧化碳（CO）氣體。

   食鹽有助于去除鐵和鋁等雜質。

冶煉方法

艾奇遜法：是最常見的方法，使用電阻爐加熱原料，形成不均勻的溫度場。

  - 爐芯附近的溫度最高，形成不同類型的碳化硅結晶。

  - 產出的產品根據結晶質量和尺寸進行分級。

-ESK法：這是一種改進的冶煉方法，解決了艾奇遜法的一些缺點。

  - 使用底板式電極和封閉系統減少污染。

  - 廢氣被收集用于發電，降低了生產成本。

整形處理

- 碳化硅結晶塊在破碎后可能含有孔隙。

- 為了提高顆粒形狀和強度，可以進行整形處理。

- 整形后的碳化硅砂更適合用于制造高性能的耐火材料。

金蒙新材料有限公司

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