Monokristal SiC je složeni poluprovodnički materijal Grupe IV-IV sastavljen od dva elementa, Si i C, u stehiometrijskom omjeru 1:1. Njegova tvrdoća je druga odmah iza dijamanta.
Metoda redukcije ugljika silicijum oksidom za pripremu SiC uglavnom se zasniva na sljedećoj formuli hemijske reakcije:
Reakcijski proces redukcije silicijum oksida ugljikom je relativno složen, u kojem temperatura reakcije direktno utiče na konačni proizvod.
U procesu pripreme silicijum karbida, sirovine se prvo stavljaju u otpornu peć. Otporna peć se sastoji od završnih zidova na oba kraja, s grafitnom elektrodom u sredini, a jezgro peći spaja dvije elektrode. Na periferiji jezgra peći prvo se stavljaju sirovine koje učestvuju u reakciji, a zatim se na periferiju stavljaju materijali koji se koriste za očuvanje toplote. Kada topljenje počne, otporna peć se pali i temperatura raste na 2.600 do 2.700 stepeni Celzijusa. Električna toplotna energija se prenosi na uložak kroz površinu jezgra peći, uzrokujući njegovo postepeno zagrijavanje. Kada temperatura uloška pređe 1450 stepeni Celzijusa, dolazi do hemijske reakcije koja stvara silicijum karbid i gas ugljičnog monoksida. Kako se proces topljenja nastavlja, područje visoke temperature u ulošku će se postepeno širiti, a količina stvorenog silicijum karbida će se također povećavati. Silicijum karbid se kontinuirano formira u peći, a isparavanjem i kretanjem, kristali postepeno rastu i na kraju se skupljaju u cilindrične kristale.
Dio unutrašnjeg zida kristala počinje se raspadati zbog visoke temperature koja prelazi 2.600 stepeni Celzijusa. Silicijumski element nastao raspadanjem će se rekombinovati sa ugljeničnim elementom u ulošku i formirati novi silicijum karbid.
Kada se hemijska reakcija silicijum karbida (SiC) završi i peć se ohladi, može započeti sljedeći korak. Prvo se zidovi peći demontiraju, a zatim se sirovine u peći odabiru i sortiraju sloj po sloj. Odabrane sirovine se drobe kako bi se dobio željeni granularni materijal. Zatim se nečistoće u sirovinama uklanjaju pranjem vodom ili čišćenjem kiselim i alkalnim rastvorima, kao i magnetnom separacijom i drugim metodama. Očišćene sirovine treba osušiti, a zatim ponovo prosijati, te se na kraju može dobiti čisti prah silicijum karbida. Po potrebi, ovi prahovi se mogu dalje obrađivati u skladu sa stvarnom upotrebom, kao što je oblikovanje ili fino mljevenje, kako bi se dobio finiji prah silicijum karbida.
Konkretni koraci su sljedeći:
(1) Sirovine
Zeleni mikro prah silicijum karbida proizvodi se drobljenjem grubljeg zelenog silicijum karbida. Hemijski sastav silicijum karbida treba da bude veći od 99%, a slobodni ugljenik i gvožđe oksid manji od 0,2%.
(2)Slomljeno
Za drobljenje silicijum-karbidnog pijeska u fini prah, u Kini se trenutno koriste dvije metode, jedna je drobljenje u povremenom mokrom kugličnom mlinu, a druga je drobljenje pomoću mlina za prah sa protokom zraka.
(3) Magnetsko odvajanje
Bez obzira na metodu koja se koristi za drobljenje praha silicijum karbida u fini prah, obično se koriste mokra magnetna separacija i mehanička magnetna separacija. To je zato što tokom mokre magnetne separacije nema prašine, magnetni materijali su potpuno odvojeni, proizvod nakon magnetne separacije sadrži manje željeza, a i prah silicijum karbida koji magnetni materijali odnose je manji.
(4) Odvajanje vode
Osnovni princip metode odvajanja vode je korištenje različitih brzina taloženja čestica silicijum karbida različitih promjera u vodi za sortiranje po veličini čestica.
(5) Ultrazvučni pregled
Razvojem ultrazvučne tehnologije, ona se široko koristi i u ultrazvučnom prosijavanju mikro-praškaste tehnologije, koja u osnovi može riješiti probleme prosijavanja kao što su jaka adsorpcija, laka aglomeracija, visoki statički elektricitet, visoka finoća, visoka gustoća i mala specifična težina.
(6) Inspekcija kvalitete
Kontrola kvaliteta mikropraha uključuje hemijski sastav, sastav veličine čestica i druge stavke. Za metode inspekcije i standarde kvaliteta, pogledajte "Tehničke uslove za silicijum karbid".
(7) Proizvodnja prašine od brušenja
Nakon što se mikro prah grupira i prosija, glava materijala se može koristiti za pripremu praha za mljevenje. Proizvodnja praha za mljevenje može smanjiti otpad i produžiti lanac proizvodnje.
Vrijeme objave: 13. maj 2024.