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人造磨料的發展與展望

自然界中存在天然的碳化硅和剛玉,但它們是作為昂貴的寶石(紅寶石和莫桑石)出現在人們的生活中。最早的人造磨料是由美國人艾奇遜于19世紀末研究制造的人造碳化硅。他采用含氧化鋁的粘土,配上焦炭,對該混合物通以強大的電流,直到中心的粘土熔化。冷卻后,他在電極的端部和混合物遼中發現了明亮閃光的堅硬物質,但當時被誤認為是碳和剛玉的化合物。人造剛玉和碳化硅從19世紀被研制成功后,白剛玉和綠碳化硅到20世紀20年代也相繼出現,構成了人造普通磨料的基礎體系。從20年代至60年代是人造普通磨料高速發展時期。磨料工業與機械工業和鋼鐵工業的發展有著密切的關系。隨著鋼鐵、汽車、機械制造工業的飛速發展,各種剛玉與碳化硅磨料相繼出現,品種日臻完善,構成了一個完整的人造普通磨料體系。相比之下,人造金剛石與立方氮化硼在50年代才被研制成功,開始登上磨料的歷史舞臺。

 

在70年代至今天,剛玉和碳化硅表現出技術上的成熟,新品種出現態勢緩慢,但是在磨削領域它們仍是人造磨料的主體,被廣泛應用。其中較為突出的新產品有未經燒結剛玉。在此期間,碳化硅和剛玉都開始向非磨削領域發展,如:耐火材料、鋼鐵和鑄鐵冶煉,電工硅碳棒和避雷器、工程陶瓷材料、金屬——非金屬復合材料等領域。在磨削用途上,剛玉和碳化硅的研究工作和產品開發都十分活躍,如高鋁剛玉。

 

在21世紀,人造剛玉與碳化硅仍是應用最廣的磨料,占全部磨料的三分之二以上,它被廣泛地用于制造各種磨具,并在非磨削用途方面不斷發展。人造磨料的發展方向是硬度和韌性,以滿足高速、重負荷和強力磨削的工藝要求,實現經濟、高效的磨削加工。磨料品種的發展結果是趨向專用,具備特效。人造金剛石和CBN的研究還將保持強勁的勢態。在磨削領域里,人造金剛石和CBN將繼續取代剛玉和碳化硅磨料。有人稱之為從AC到BD的進展過程。A指剛玉Alundum,C指碳化硅Carborundum,B指立方氮化硼Borazon,D指人造金剛石Diamond,但是在韌性上,普通磨料將發展高韌性剛玉磨料,仍會與超硬磨料并行使用。在非磨削用途中,普通磨料將會有迅猛的發展,并將成為其主要途徑。

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