Абразивные материалы представляют собой мелкие, твёрдые и острые частицы, применяемые для механической обработки материалов и изготовления изделий. Их широко используют в различных сферах, включая металлургию, строительство и высокие технологии.

Процессы механической обработки с использованием абразивов включают обдирку, шлифование, полирование и другие методы придания формы. Абразивы устроены так, что они удаляют части материала с поверхности обрабатываемого объекта. Их кристаллическая структура приводит к изнашиванию, формируя новые острые кромки.

Абразивы классифицируются по размеру зерен, определяющему глубину и чистоту обработки. Например, шлифовальные зерна имеют разные классы, такие как F12, F14, F16, и так далее. Искусственные абразивы получают при температуре более 2000 градусов Цельсия в электрических печах. Эти высокотемпературные процессы синтеза обеспечивают необходимую твердость и кристаллическую структуру.

Карбид кремния (SiC) — ключевой искусственный абразив. Созданный в электрической печи, этот материал производится путём восстановительной реакции при нагревании кремнистого песка и кокса. Этот процесс, открытый Э. Ачесоном, существенно повлиял на область абразивных материалов.

Белый электрокорунд — ещё один искусственный абразив, успешно заменяющий природный корунд. Он производится в разных разновидностях, таких как алунд, лионит и алоксит, с различной прочностью и ударной вязкостью. Электрокорунд нашёл применение в заточке инструментов.

Твёрдость абразивов — ключевой параметр. Шкала твёрдости Мооса, разработанная Ф. Моосом, предоставляет относительные значения твёрдости минералов по десятибалльной шкале. Для оценки искусственных абразивов была расширена, добавив числа и изменяя распределение.

Хрупкость абразивов положительна, позволяя зернам сохранять свои режущие свойства при сколах. Это важно для эффективности процесса. Теплостойкость становится ключевым аспектом в процессах, где температуры могут значительно повышаться.

Ниже приведена таблица с характеристиками различных абразивных материалов, включая микротвердость, абразивную способность, теплостойкость и другие свойства:

Абразивный материал Микротвердость (ГПа) Абразивная способность (г) Теплостойкость (°C)
Электрокорунд белый 19.6-20.9 8.3-10.8 1700-1800
Карбид кремния черный 32.4-35.3 11.0-14.7 1300-1400
Карбид кремния зеленый 32.4-35.3 11.0-14.7
Эльбор 1400-1500

Эти характеристики определяют применимость абразивов в различных условиях, таких как шлифование, резка и другие процессы обработки материалов.