一、碳化硼的性質(zhì)及用途
從1893年研究所制造出碳化硼到現(xiàn)在已經(jīng)有一百多年的歷程，碳化硼從不被人們所熟悉到應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，從電阻爐試驗(yàn)到電弧爐生產(chǎn)，從臥式爐冶煉演變成立式爐冶煉，從世界的需求量從幾噸到幾千噸，國內(nèi)的產(chǎn)量也由幾十噸/年發(fā)展到上萬噸/年，碳化硼發(fā)展的如此迅速讓硼行業(yè)刮目相看。
碳化硼為黑色粉末，莫氏硬度9.36，微氏顯微硬度49Gpa僅次于金剛石；粉末常用于硬質(zhì)合金、寶石等硬質(zhì)材料的磨削和拋光，具有非常高的研磨能力，是理想的最硬的人造磨料之一；碳化硼具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，能抵抗酸、堿腐蝕，因而作為抗腐蝕材料制成耐酸、堿零部件；碳化硼耐高溫，熔融溫度高達(dá)2450℃是耐熱制品和高級耐火材料的重要原料；碳化硼是高性能結(jié)構(gòu)陶瓷和復(fù)相超硬、超高溫陶瓷的原料，常制造成耐磨損噴砂嘴、水射流噴嘴、機(jī)械密封環(huán)、泥漿泵的柱塞、高溫葉輪等；由于硬度高而密度為2.52g/cm3，所以其陶瓷制品也用于航天高級裝備防護(hù)上，在直升飛機(jī)、防彈裝甲、防彈衣、艦船涂層方面普遍應(yīng)用；碳化硼具有良好的中子吸收性能，目前已廣泛用于核工業(yè)原子能反應(yīng)堆的屏敝板和中子吸收芯塊。
由于碳化硼在機(jī)械研磨、耐火、化工、工程陶瓷、核工業(yè)和軍事等不同領(lǐng)域方面應(yīng)用，碳化硼質(zhì)量也有一定的差別，它們的用量又在不斷增加，因此批量生產(chǎn)的碳化硼不得不對其主要的原料硼酸提出不同的要求、從而開始了硼酸的選擇使用。
二、我國碳化硼生產(chǎn)現(xiàn)狀
我國現(xiàn)有的碳化硼生產(chǎn)廠主要分布在黑龍江的牡丹江、黑河、大連、內(nèi)蒙古通遼等地。主要生產(chǎn)企業(yè)有大連金瑪科技產(chǎn)業(yè)有限公司、牡丹江金鋼鉆碳化硼精細(xì)陶瓷有限公司等。據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)現(xiàn)有碳化硼冶煉能力可達(dá)10000-12000噸/年，碳化硼加工能力不超過8000噸/年。實(shí)際上各廠都沒有滿負(fù)荷生產(chǎn)，現(xiàn)有的產(chǎn)品幾乎一半外銷。近幾年碳化硼產(chǎn)量波動在國內(nèi)年需求2400-3000噸和國外年需求3000-3500的水平，其中耐火材料和混合原料用量的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于研磨和工程陶瓷的用量。
國外碳化硼廠大都集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家如美國、德國、日本等國家，由于國外對碳化硼冶煉和生產(chǎn)環(huán)境污染控制的要求格外嚴(yán)格，加上能源和人工費(fèi)用昂貴，幾乎都不再生產(chǎn)碳化硼。他們由原來的生產(chǎn)改為進(jìn)口。2007-2008年度我國出口碳化硼約3500噸（分別約為亞洲700噸、歐洲1300多噸、北美洲1400噸和其它地區(qū)少量）。出口的價(jià)格分別為6800-12400美元/噸；進(jìn)口碳化硼僅有1.2噸左右，價(jià)格達(dá)到29000美元/噸，而從歐洲進(jìn)口的價(jià)格達(dá)到74000美元/噸。
國外碳化硼的剛性需求和我國出口碳化硼價(jià)格的差異，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家在今后依然會通過我國進(jìn)口碳化硼，也促使我們碳化硼行業(yè)如何生產(chǎn)出滿足他們需要的質(zhì)量和規(guī)格。
三、國內(nèi)碳化硼產(chǎn)業(yè)主要規(guī)格
碳化硼磨料及粉末型號及化學(xué)成份表（表一）
|
粒度標(biāo)記 Grain Size |
基本粒徑μm Basic Size |
B Q％ B r％ |
C Q％ C r％ |
B4C％ |
|
F60 |
250 |
77-80 |
17-21 |
96-98 |
|
F70 |
212 |
|||
|
F80 |
180 |
|||
|
F90 |
150 |
|||
|
F100 |
125 |
|||
|
F120 |
106 |
|||
|
F150 |
75 |
|||
|
F180 |
75-63 |
76-79 |
95-97 |
|
|
F220 |
63-53 |
|||
|
F230 |
D50=53±3.0 |
|||
|
F240 |
D50=44.5±2.0 |
|||
|
F280 |
D50=36.5±1.5 |
75-79 |
95-96 |
|
|
F320 |
D50=29.2±3.0 |
|||
|
F360 |
D50=22.8±1.5 |
|||
|
F400 |
D50=17.3±1.0 |
|||
|
F500 |
D50=12.8±1.0 |
74-78 |
94-95 |
|
|
F600 |
D50=9.3±1.0 |
|||
|
F800 |
D50=6.5±1.0 |
|||
|
F1000 |
D50=4.5±0.8 |
74-78 |
91-94 |
|
|
F1200 |
D50=3.0±0.5 |
|||
|
F1500 |
＜5 |
|||
|
60#-150# |
250-75 |
76-81 |
93-97 |
|
|
-100目 |
＜150 |
76-81 |
||
|
-200目 |
＜75 |
|||
|
-325目(0-44μm) |
＜45 |
|||
|
-25μm |
＜25 |
|||
|
-10μm |
＜10 |
（表二）
|
碳化硼粉BORON CARBBIDE |
粒度標(biāo)記 Crain Size |
基本粒徑/范圍 Basic Size(μm) |
D50= (μm) |
B Q％ B T％ |
C Q％ C T％ |
BC% BC% |
|
磨
粉 |
F60(60#) |
250 |
|
77-80 |
17-19.5 |
96-98 |
|
F70(70#) |
212 |
|
||||
|
F80(80#) |
180 |
|
||||
|
F90(90#) |
150 |
|
||||
|
F100(100#) |
125 |
|
||||
|
F120(120#) |
106 |
|
||||
|
F150(150#) |
75 |
|
||||
|
F180(180#) |
75-63 |
|
75-79 |
95-97 |
||
|
F220(220#) |
63-53 |
|
||||
|
微
粉 |
240# |
63±3.8 |
|
|||
|
280# |
52±3.3 |
|
||||
|
320# |
43±3.0 |
|
||||
|
W40 |
|
30±1.0 |
76-80 |
17-19.5 |
||
|
W28 |
|
20.5±1.0 |
||||
|
W20 |
|
15±0.6 |
||||
|
W14 |
|
10±0.6 |
||||
|
W10 |
|
6.7±0.25 |
92.5-95 |
|||
|
W7 |
|
5.0±0.20 |
||||
|
W5 |
|
3.3±0.20 |
||||
|
W3.5 |
|
2.5±0.15 |
74-76 |
90-92.5 |
||
|
W1.5 |
|
1±0.2 |
≥20 |
|||
|
混
合
號 |
60#-150# |
250-75 |
|
76-81 |
17-20.5 |
93-97 |
|
－100目 |
＜150 |
|
||||
|
－200目 |
＜75 |
|
||||
|
-325目（0-44μm） |
＜45 |
|
||||
|
－25μm |
＜25 |
|
||||
|
－10μm |
＜10 |
|