SiC-enkeltkrystal er et gruppe IV-IV-forbindelseshalvledermateriale, der er sammensat af to elementer, Si og C, i et støkiometrisk forhold på 1:1. Dens hårdhed er kun overgået af diamant.
Kulstofreduktionsmetoden af siliciumoxid til fremstilling af SiC er hovedsageligt baseret på følgende kemiske reaktionsformel:
Reaktionsprocessen for kulstofreduktion af siliciumoxid er relativt kompleks, hvor reaktionstemperaturen direkte påvirker slutproduktet.
I fremstillingsprocessen af siliciumcarbid placeres råmaterialerne først i en modstandsovn. Modstandsovnen består af endevægge i begge ender med en grafitelektrode i midten, og ovnkernen forbinder de to elektroder. På periferien af ovnkernen placeres først de råmaterialer, der deltager i reaktionen, og derefter placeres materialerne, der bruges til varmebevarelse, på periferien. Når smeltningen begynder, aktiveres modstandsovnen, og temperaturen stiger til 2.600 til 2.700 grader Celsius. Elektrisk varmeenergi overføres til ladningen gennem overfladen af ovnkernen, hvilket får den til gradvist at opvarmes. Når temperaturen på ladningen overstiger 1450 grader Celsius, sker der en kemisk reaktion, der genererer siliciumcarbid og kuliltegas. Efterhånden som smeltningsprocessen fortsætter, vil højtemperaturområdet i ladningen gradvist udvide sig, og mængden af genereret siliciumcarbid vil også stige. Siliciumcarbid dannes kontinuerligt i ovnen, og gennem fordampning og bevægelse vokser krystallerne gradvist og samler sig til sidst til cylindriske krystaller.
En del af krystallens indre væg begynder at nedbrydes på grund af den høje temperatur, der overstiger 2.600 grader Celsius. Siliciumelementet, der produceres ved nedbrydningen, vil rekombinere med kulstofelementet i ladningen for at danne nyt siliciumcarbid.
Når den kemiske reaktion af siliciumcarbid (SiC) er fuldført, og ovnen er afkølet, kan næste trin begynde. Først demonteres ovnens vægge, og derefter udvælges og sorteres råmaterialerne i ovnen lag for lag. De udvalgte råmaterialer knuses for at opnå det ønskede granulære materiale. Derefter fjernes urenheder i råmaterialerne ved vandvask eller rengøring med syre- og alkaliopløsninger, samt magnetisk separation og andre metoder. De rensede råmaterialer skal tørres og derefter sigtes igen, og til sidst kan rent siliciumcarbidpulver udvindes. Om nødvendigt kan disse pulvere yderligere forarbejdes i henhold til den faktiske anvendelse, såsom formning eller finmalning, for at producere finere siliciumcarbidpulver.
De specifikke trin er som følger:
(1) Råvarer
Grønt siliciumcarbid-mikropulver fremstilles ved at knuse grovere grønt siliciumcarbid. Siliciumcarbidets kemiske sammensætning bør være større end 99%, og frit kulstof og jernoxid bør være mindre end 0,2%.
(2) Ødelagt
For at knuse siliciumcarbidsand til fint pulver anvendes der i øjeblikket to metoder i Kina, den ene er intermitterende vådkuglemølleknusning, og den anden er knusning ved hjælp af en luftstrømspulvermølle.
(3) Magnetisk separation
Uanset hvilken metode der anvendes til at knuse siliciumcarbidpulver til fint pulver, anvendes der normalt vådmagnetisk separation og mekanisk magnetisk separation. Dette skyldes, at der ikke er noget støv under vådmagnetisk separation, de magnetiske materialer adskilles fuldstændigt, produktet efter magnetisk separation indeholder mindre jern, og der optages også mindre siliciumcarbidpulver fra de magnetiske materialer.
(4) Vandseparation
Det grundlæggende princip i vandseparationsmetoden er at bruge de forskellige sedimentationshastigheder for siliciumcarbidpartikler med forskellige diametre i vand til at udføre partikelstørrelsessortering.
(5) Ultralydscreening
Med udviklingen af ultralydsteknologi er den også blevet meget anvendt i ultralydsscreening af mikropulverteknologi, som grundlæggende kan løse screeningsproblemer såsom stærk adsorption, let agglomerering, høj statisk elektricitet, høj finhed, høj densitet og let specifik tyngdekraft.
(6) Kvalitetsinspektion
Kvalitetsinspektion af mikropulver omfatter kemisk sammensætning, partikelstørrelsessammensætning og andre elementer. For inspektionsmetoder og kvalitetsstandarder henvises til "Tekniske betingelser for siliciumcarbid".
(7) Produktion af slibestøv
Efter at mikropulveret er grupperet og sigtet, kan materialehovedet bruges til at fremstille slibepulver. Produktionen af slibepulver kan reducere spild og forlænge produktkæden.
Udsendelsestidspunkt: 13. maj 2024