Монокристалът SiC е полупроводников материал от IV-IV група, съставен от два елемента, Si и C, в стехиометрично съотношение 1:1. Твърдостта му е втора след диаманта.
Методът за редукция на силициев оксид с въглерод за получаване на SiC се основава главно на следната химическа реакционна формула:
Реакционният процес на редукция на силициев оксид с въглерод е сравнително сложен, при който температурата на реакцията пряко влияе върху крайния продукт.
В процеса на получаване на силициев карбид, суровините първо се поставят в съпротивителна пещ. Съпротивителната пещ се състои от крайни стени в двата края, с графитен електрод в центъра, а ядрото на пещта свързва двата електрода. В периферията на ядрото на пещта първо се поставят суровините, участващи в реакцията, а след това материалите, използвани за запазване на топлината, се поставят по периферията. Когато започне топенето, съпротивителната пещ се захранва и температурата се повишава до 2600 до 2700 градуса по Целзий. Електрическата топлинна енергия се предава на шихтата през повърхността на ядрото на пещта, което води до постепенното ѝ нагряване. Когато температурата на шихтата надвиши 1450 градуса по Целзий, протича химическа реакция, която генерира силициев карбид и въглероден оксид. С напредването на процеса на топене, зоната с висока температура в шихтата постепенно ще се разширява и количеството на генерирания силициев карбид също ще се увеличава. Силициевият карбид се образува непрекъснато в пещта и чрез изпаряване и движение кристалите постепенно растат и в крайна сметка се събират в цилиндрични кристали.
Част от вътрешната стена на кристала започва да се разлага поради високата температура, надвишаваща 2600 градуса по Целзий. Силициевият елемент, получен чрез разлагане, ще се рекомбинира с въглеродния елемент в шихтата, за да образува нов силициев карбид.
Когато химическата реакция на силициевия карбид (SiC) приключи и пещта се охлади, може да започне следващата стъпка. Първо, стените на пещта се демонтират, след което суровините в пещта се подбират и сортират слой по слой. Избраните суровини се раздробяват, за да се получи желаният гранулиран материал. След това примесите в суровините се отстраняват чрез промиване с вода или почистване с киселинни и алкални разтвори, както и чрез магнитно разделяне и други методи. Почистените суровини трябва да се изсушат и след това да се пресят отново, като накрая може да се получи чист силициев карбид на прах. Ако е необходимо, тези прахове могат да бъдат допълнително обработени според действителната употреба, като например оформяне или фино смилане, за да се получи по-фин силициев карбид на прах.
Конкретните стъпки са следните:
(1) Суровини
Микропрахът от зелен силициев карбид се получава чрез смилане на по-едър зелен силициев карбид. Химичният състав на силициевия карбид трябва да бъде над 99%, а свободният въглерод и железен оксид трябва да бъдат по-малко от 0,2%.
(2) Счупено
За раздробяване на силициево-карбиден пясък на фин прах в Китай понастоящем се използват два метода, единият е периодично раздробяване с мокра топкова мелница, а другият е раздробяване с помощта на прахова мелница с въздушен поток.
(3) Магнитно разделяне
Независимо от метода, използван за раздробяване на силициев карбид на фин прах, обикновено се използват мокро магнитно разделяне и механично магнитно разделяне. Това е така, защото по време на мокрото магнитно разделяне няма прах, магнитните материали са напълно разделени, продуктът след магнитно разделяне съдържа по-малко желязо и прахът от силициев карбид, отнесен от магнитните материали, също е по-малък.
(4) Отделяне на вода
Основният принцип на метода за разделяне на вода е да се използват различните скорости на утаяване на частици силициев карбид с различни диаметри във вода, за да се извърши сортиране по размер на частиците.
(5) Ултразвуков скрининг
С развитието на ултразвуковата технология, тя се използва широко и в ултразвуковото скрининг на микропрахова технология, което може основно да реши проблеми със скрининга, като силна адсорбция, лесна агломерация, високо статично електричество, висока финост, висока плътност и леко специфично тегло.
(6) Проверка на качеството
Контролът на качеството на микропраха включва химичен състав, размер на частиците и други елементи. За методите за контрол и стандартите за качество, моля, вижте „Технически условия за силициев карбид“.
(7) Производство на прах от смилане
След като микропрахът е групиран и пресят, материалната глава може да се използва за приготвяне на смилаем прах. Производството на смилаем прах може да намали отпадъците и да удължи продуктовата верига.
Време на публикуване: 13 май 2024 г.