Monokristal SiC je složeni poluvodički materijal IV.-IV. skupine sastavljen od dva elementa, Si i C, u stehiometrijskom omjeru 1:1. Njegova tvrdoća je druga odmah iza dijamanta.
Metoda redukcije ugljika silicijevog oksida za pripravu SiC uglavnom se temelji na sljedećoj kemijskoj reakcijskoj formuli:
Reakcijski proces redukcije silicijevog oksida ugljikom je relativno složen, u kojem temperatura reakcije izravno utječe na konačni produkt.
U procesu pripreme silicijevog karbida, sirovine se prvo stavljaju u otpornu peć. Otporna peć sastoji se od završnih stijenki na oba kraja, s grafitnom elektrodom u sredini, a jezgra peći spaja dvije elektrode. Na periferiji jezgre peći prvo se stavljaju sirovine koje sudjeluju u reakciji, a zatim se na periferiju stavljaju materijali koji se koriste za očuvanje topline. Kada započne taljenje, otporna peć se pali i temperatura raste na 2600 do 2700 stupnjeva Celzija. Električna toplinska energija prenosi se na uložak kroz površinu jezgre peći, uzrokujući njegovo postupno zagrijavanje. Kada temperatura uloška prijeđe 1450 stupnjeva Celzija, dolazi do kemijske reakcije koja stvara silicijev karbid i ugljikov monoksid. Kako se proces taljenja nastavlja, područje visoke temperature u ulošku postupno će se širiti, a količina stvorenog silicijevog karbida također će se povećavati. Silicijev karbid se kontinuirano formira u peći, a isparavanjem i kretanjem kristali postupno rastu i na kraju se skupljaju u cilindrične kristale.
Dio unutarnje stijenke kristala počinje se raspadati zbog visoke temperature koja prelazi 2600 stupnjeva Celzija. Silicijev element nastao raspadanjem ponovno će se spojiti s ugljikovim elementom u uboju i formirati novi silicijev karbid.
Kada je kemijska reakcija silicijevog karbida (SiC) završena i peć se ohladi, može započeti sljedeći korak. Prvo se rastavljaju stijenke peći, a zatim se sirovine u peći odabiru i sortiraju sloj po sloj. Odabrane sirovine se drobe kako bi se dobio željeni granulirani materijal. Zatim se nečistoće u sirovinama uklanjaju pranjem vodom ili čišćenjem kiselim i lužnatim otopinama, kao i magnetskom separacijom i drugim metodama. Očišćene sirovine potrebno je osušiti, a zatim ponovno prosijati, te se na kraju može dobiti čisti prah silicijevog karbida. Po potrebi se ovi prahovi mogu dalje obrađivati prema stvarnoj upotrebi, poput oblikovanja ili finog mljevenja, kako bi se dobio finiji prah silicijevog karbida.
Specifični koraci su sljedeći:
(1) Sirovine
Zeleni mikro prah silicijevog karbida proizvodi se drobljenjem grubljeg zelenog silicijevog karbida. Kemijski sastav silicijevog karbida trebao bi biti veći od 99%, a slobodni ugljik i željezov oksid manji od 0,2%.
(2)Slomljeno
Za drobljenje silicijevog 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 s protokom zraka.
(3) Magnetsko odvajanje
Bez obzira na metodu koja se koristi za usitnjavanje praha silicijevog karbida u fini prah, obično se koriste mokro magnetsko odvajanje i mehaničko magnetsko odvajanje. To je zato što tijekom mokrog magnetskog odvajanja nema prašine, magnetski materijali su potpuno odvojeni, proizvod nakon magnetskog odvajanja sadrži manje željeza, a i prah silicijevog karbida koji magnetski materijali odnose je manji.
(4) Odvajanje vode
Osnovni princip metode odvajanja vode je korištenje različitih brzina taloženja čestica silicijevog karbida različitih promjera u vodi za sortiranje po veličini čestica.
(5) Ultrazvučni pregled
Razvojem ultrazvučne tehnologije, široko se koristi 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
Ispitivanje kvalitete mikropraha uključuje kemijski sastav, sastav veličine čestica i druge stavke. Za metode ispitivanja i standarde kvalitete, pogledajte „Tehničke uvjete za silicijev karbid“.
(7) Proizvodnja prašine od brušenja
Nakon što se mikro prah grupira i prosija, glava materijala može se koristiti za pripremu praha za mljevenje. Proizvodnja praha za mljevenje može smanjiti otpad i produžiti lanac proizvoda.
Vrijeme objave: 13. svibnja 2024.