金刚砂作为研磨材料中最硬的碳化硅首次在工业中使用

  在合成材料中，金刚砂也是一种引起我们兴趣的材料。其成分为SiC，是一种高硬度、重要技术价值的人造材料。目前，世界钻石砂年产量已超过1000万吨。

  众所周知，金刚砂是由一种晶体碳组成的，而金刚石砂是由碳和硅组成的。在元素周期表中，碳和硅属于同一组元素，因此它们的性质非常相似。它们都是难熔的和硬破碎的晶体。

  和钻石一样，钻石的晶体也能产生各种折射，在光线下也能发光。金刚石砂的硬度为9莫赫（金刚石为10莫赫），也是世界上最硬的材料之一。

  准钻石是从首次发现钻石的角砾岩云母橄榄岩中提取的。可以看出，这两种矿物具有相似的形成条件。但它们在地球上是稀缺的。

  目前，人造金刚砂是用电炉制造的。所用原材料为细石英砂和优质焦炭。在高温下，碳首先被氧化并分解；碳在氧化硅中积聚以捕获氧并还原硅。在高温下，硅升华并与未使用的焦炭反应，形成碳化硅或金刚石。

  在原料中加入盐和锯末，以便在反应混合物中形成足够的孔，以除去释放的气体。

  碳化硅形成于1600摄氏度，但六角形排列开始于1900 2000摄氏度，并逐渐成长为大晶体。这个过程大约需要30-40个小时。

  然后，慢慢冷却熔炉，取出未反应的原材料、反应的中间产物和我们想要的钻石。

  工业上使用的人造金刚砂（包括SiC97%）通常是有色的，最常见的是黑色或绿色。这些颜色与钻石中的其他杂质有关。

  金刚砂在工业上首次用作研磨材料。如前所述，它具有很高的硬度，因此可以用来研磨陶瓷、大理石、花岗岩等硬质材料和青铜等硬质材料。然而，由于金刚石的脆性，其应用范围小于刚玉（氧化铝）。

  有时人们会利用金刚砂的耐磨性能渗透到建筑材料中，铺筑路面，如火车站或地铁站，每天都有成千上万的人进出，以保证路面的耐久性。虽然行人的鞋底比锦标赛的鞋底更容易磨损，但在人流众多的地方，经常修理人行道更麻烦。因此，首先要考虑的是路面的强度和耐磨性。

  金刚砂在冶金和化学工业中也被广泛应用，因为它除了质地坚硬外，还具有其它优良的性能：对氧和大多数酸的稳定性。因此，只有硝酸和氢氟酸的混合酸才能腐蚀它，磷酸只能在230℃以上的温度下作用于它，因此耐酸材料在自然界并不常见。

  纯碳化硅一般不导电，但如果碳和硅的比例合适，它可以成为半导体。与硅和锗等其他半导体不同，这种半导体是一种特殊的半导体材料，即使在温度高达1000度时也具有半导体特性。半导体碳化硅的制备方法与人造金刚石不同，本文不作详细介绍。