Como se fabrica o micropó de SiC?

O monocristal de SiC é un material semicondutor composto do Grupo IV-IV composto por dous elementos, Si e C, nunha proporción estequiométrica de 1:1. A súa dureza só é superada por detrás do diamante.

O método de redución de carbono do óxido de silicio para preparar SiC baséase principalmente na seguinte fórmula de reacción química:

O proceso de reacción de redución do carbono do óxido de silicio é relativamente complexo, no que a temperatura de reacción afecta directamente o produto final.

No proceso de preparación do carburo de silicio, as materias primas colócanse primeiro nun forno de resistencia. O forno de resistencia consta de paredes finais en ambos os extremos, cun eléctrodo de grafito no centro, e o núcleo do forno conecta os dous eléctrodos. Na periferia do núcleo do forno, colócanse primeiro as materias primas que participan na reacción e, a continuación, os materiais utilizados para a conservación da calor colócanse na periferia. Cando comeza a fusión, o forno de resistencia actívase e a temperatura aumenta entre 2600 e 2700 graos Celsius. A enerxía térmica eléctrica transfírese á carga a través da superficie do núcleo do forno, o que fai que se quente gradualmente. Cando a temperatura da carga supera os 1450 graos Celsius, prodúcese unha reacción química para xerar carburo de silicio e monóxido de carbono gasoso. A medida que o proceso de fusión continúa, a área de alta temperatura na carga expandirase gradualmente e a cantidade de carburo de silicio xerado tamén aumentará. O carburo de silicio fórmase continuamente no forno e, a través da evaporación e o movemento, os cristais crecen gradualmente e finalmente reúnense en cristais cilíndricos.

Parte da parede interior do cristal comeza a descompoñerse debido á alta temperatura, que supera os 2.600 graos Celsius. O elemento de silicio producido pola descomposición recombinarase co elemento de carbono da carga para formar novo carburo de silicio.

Cando a reacción química do carburo de silicio (SiC) estea completa e o forno arrefriase, pode comezar o seguinte paso. Primeiro, desmóntanse as paredes do forno e, a continuación, as materias primas do forno selecciónanse e clasifícanse capa por capa. As materias primas seleccionadas tritúranse para obter o material granular que desexamos. A continuación, as impurezas das materias primas elimínanse mediante lavado con auga ou limpeza con solucións ácidas e alcalinas, así como separación magnética e outros métodos. As materias primas limpas deben secarse e logo cribarse de novo e, finalmente, pódese obter po de carburo de silicio puro. Se é necesario, estes pos poden procesarse posteriormente segundo o uso real, como a conformación ou a moenda fina, para producir un po de carburo de silicio máis fino.

Os pasos específicos son os seguintes:

(1) Materias primas

O micropó de carburo de silicio verde prodúcese triturando carburo de silicio verde máis groso. A composición química do carburo de silicio debe ser superior ao 99 % e o carbono libre e o óxido de ferro deben ser inferiores ao 0,2 %.

(2) Roto

Para triturar area de carburo de silicio en po fino, actualmente utilízanse dous métodos en China, un é a trituración intermitente por muíño de bolas húmido e o outro é a trituración mediante un muíño de po con fluxo de aire.

(3) Separación magnética

Independentemente do método que se empregue para triturar o po de carburo de silicio ata convertelo en po fino, adoitan empregarse a separación magnética húmida e a separación magnética mecánica. Isto débese a que non hai po durante a separación magnética húmida, os materiais magnéticos sepáranse completamente, o produto despois da separación magnética contén menos ferro e o po de carburo de silicio que os materiais magnéticos eliminan tamén é menor.

(4) Separación de auga

O principio básico do método de separación de auga é usar as diferentes velocidades de sedimentación de partículas de carburo de silicio de diferentes diámetros na auga para realizar a clasificación por tamaño de partícula.

(5) Proba ultrasónica

Co desenvolvemento da tecnoloxía ultrasónica, tamén se utilizou amplamente na selección ultrasónica de micropó, que basicamente pode resolver problemas de selección como unha forte adsorción, unha fácil aglomeración, unha alta electricidade estática, unha alta finura, unha alta densidade e unha gravidade específica lixeira.

(6) Inspección de calidade

A inspección da calidade do micropó inclúe a composición química, a composición do tamaño das partículas e outros elementos. Para coñecer os métodos de inspección e os estándares de calidade, consulte as "Condicións técnicas do carburo de silicio".

(7) Produción de po de moenda

Despois de agrupar e cribar o micropó, o cabezal de material pódese usar para preparar po de moenda. A produción de po de moenda pode reducir os residuos e ampliar a cadea de produtos.