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人造磨料的发展和展望

发布时间:15-04-23 09:59  来源:www.rsgy.org

    碳化硅没有天然的,人造碳化硅是19世纪末研究成的。特别应提到的是美国人艾奇逊。他采用含氧化铝的粘土,配上焦炭,对该混合物通以强大的电流,直到中心的粘土熔化。冷却后,他在电极的端部和混合物辽中发现了明亮闪光的坚硬物质。艾奇逊多次重复这一实验,并且把这些坚硬物质收集起来试验它的磨削性能,结果竟能磨损他的金刚石戒指。当时艾奇逊认为所发现的物质是碳和刚玉的化合物,所以将这种物质取名为“卡普伦登”。它是英文carbon(碳)和corundum(刚玉)两个词复合构成的。事实上,参与反应的不是粘土里德氧化铝,而是二氧化硅,1893年,艾奇逊获得碳化硅生产专利权,使碳化硅成为世界上最早商品化的人造磨料,当时只能制取黑色碳化硅,日产125克。它被人们誉为“研磨宝石”,每公斤价格高达1600美元。

    人造刚玉和碳化硅从19世纪被研制成功后,白刚玉和绿碳化硅到20世纪20年代也相继出现,构成了人造普通磨料的基础体系。从20年代至60年代是人造普通磨料高速发展时期。磨料工业与机械工业和钢铁工业的发展有着密切的关系。随着钢铁、汽车、机械制造工业的飞速发展,各种刚玉与碳化硅磨料相继出现,品种日臻完善,构成了一个完整的人造普通磨料体系。相比之下,人造金刚石与立方氮化硼在50年代才被研制成功,开始登上磨料的历史舞台。

    在70年代至今天,刚玉和碳化硅表现出技术上的成熟,新品种出现态势缓慢,但是在磨削领域它们仍是人造磨料的主体,被广泛应用。其中较为突出的新产品有未经烧结刚玉。在此期间,碳化硅和刚玉都开始向非磨削领域发展,如:耐火材料、钢铁和铸铁冶炼,电工硅碳棒和避雷器、工程陶瓷材料、金属——非金属复合材料等领域。在磨削用途上,刚玉和碳化硅的研究工作和产品开发都十分活跃,如高铝刚玉。

    在21世纪,人造刚玉与碳化硅仍是应用最广的磨料,占全部磨料的三分之二以上,它被广泛地用于制造各种磨具,并在非磨削用途方面不断发展。人造磨料的发展方向是硬度和韧性,以满足高速、重负荷和强力磨削的工艺要求,实现经济、高效的磨削加工。磨料品种的发展结果是趋向专用,具备特效。人造金刚石和CBN的研究还将保持强劲的势态。在磨削领域里,人造金刚石和CBN将继续取代刚玉和碳化硅磨料。有人称之为从AC到BD的进展过程。A指刚玉Alundum,C指碳化硅Carborundum,B指立方氮化硼Borazon,D指人造金刚石Diamond,但是在韧性上,普通磨料将发展高韧性刚玉磨料,仍会与超硬磨料并行使用。在非磨削用途中,普通磨料将会有迅猛的发展,并将成为其主要途径。

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