Kristal tunggal SiC merupakan bahan semikonduktor gabungan Grup IV-IV yang terdiri dari dua unsur, Si dan C, dalam rasio stoikiometri 1:1. Kekerasannya hanya kalah dari intan.
Metode reduksi karbon silikon oksida untuk menyiapkan SiC terutama didasarkan pada rumus reaksi kimia berikut:
Proses reaksi reduksi karbon silikon oksida relatif rumit, di mana suhu reaksi secara langsung mempengaruhi produk akhir.
Dalam proses persiapan silikon karbida, bahan baku pertama-tama ditempatkan dalam tungku resistansi. Tungku resistansi terdiri dari dinding ujung di kedua ujungnya, dengan elektroda grafit di bagian tengah, dan inti tungku menghubungkan kedua elektroda tersebut. Di pinggiran inti tungku, bahan baku yang berpartisipasi dalam reaksi pertama-tama ditempatkan, dan kemudian bahan yang digunakan untuk pengawetan panas ditempatkan di pinggiran. Ketika peleburan dimulai, tungku resistansi diberi energi dan suhunya naik hingga 2.600 hingga 2.700 derajat Celsius. Energi panas listrik ditransfer ke muatan melalui permukaan inti tungku, menyebabkannya dipanaskan secara bertahap. Ketika suhu muatan melebihi 1450 derajat Celsius, reaksi kimia terjadi untuk menghasilkan silikon karbida dan gas karbon monoksida. Saat proses peleburan berlanjut, area bersuhu tinggi dalam muatan akan secara bertahap meluas, dan jumlah silikon karbida yang dihasilkan juga akan meningkat. Karbida silikon terus menerus dibentuk dalam tungku, dan melalui penguapan dan pergerakan, kristal secara bertahap tumbuh dan akhirnya berkumpul menjadi kristal silinder.
Bagian dinding bagian dalam kristal mulai terurai akibat suhu tinggi yang melebihi 2.600 derajat Celsius. Elemen silikon yang dihasilkan oleh penguraian tersebut akan bergabung kembali dengan elemen karbon dalam muatan untuk membentuk silikon karbida baru.
Ketika reaksi kimia silikon karbida (SiC) selesai dan tungku telah mendingin, langkah berikutnya dapat dimulai. Pertama, dinding tungku dibongkar, kemudian bahan baku dalam tungku dipilih dan dipilah lapis demi lapis. Bahan baku yang dipilih dihancurkan untuk mendapatkan bahan granular yang kita inginkan. Selanjutnya, kotoran dalam bahan baku dihilangkan melalui pencucian air atau pembersihan dengan larutan asam dan alkali, serta pemisahan magnetik dan metode lainnya. Bahan baku yang telah dibersihkan perlu dikeringkan dan kemudian disaring lagi, dan akhirnya bubuk silikon karbida murni dapat diperoleh. Jika perlu, bubuk ini dapat diproses lebih lanjut sesuai dengan penggunaan sebenarnya, seperti pembentukan atau penggilingan halus, untuk menghasilkan bubuk silikon karbida yang lebih halus.
Langkah-langkah spesifiknya adalah sebagai berikut:
(1) Bahan baku
Bubuk mikro silikon karbida hijau diproduksi dengan menghancurkan silikon karbida hijau yang lebih kasar. Komposisi kimia silikon karbida harus lebih besar dari 99%, dan karbon bebas serta oksida besi harus kurang dari 0,2%.
(2)Rusak
Untuk menghancurkan pasir silikon karbida menjadi bubuk halus, dua metode saat ini digunakan di Tiongkok, satu adalah penghancuran dengan penggiling bola basah berselang, dan yang lainnya adalah penghancuran menggunakan penggiling bubuk aliran udara.
(3)Pemisahan magnetik
Tidak peduli metode apa yang digunakan untuk menghancurkan bubuk silikon karbida menjadi bubuk halus, pemisahan magnetik basah dan pemisahan magnetik mekanis biasanya digunakan. Hal ini karena tidak ada debu selama pemisahan magnetik basah, bahan magnetik terpisah sepenuhnya, produk setelah pemisahan magnetik mengandung lebih sedikit besi, dan bubuk silikon karbida yang diambil oleh bahan magnetik juga lebih sedikit.
(4)Pemisahan air
Prinsip dasar metode pemisahan air adalah menggunakan kecepatan pengendapan yang berbeda dari partikel silikon karbida dengan diameter berbeda dalam air untuk melakukan penyortiran ukuran partikel.
(5) Skrining ultrasonik
Dengan berkembangnya teknologi ultrasonik, teknologi penyaringan ultrasonik serbuk mikro juga telah banyak digunakan, yang pada dasarnya dapat memecahkan masalah penyaringan seperti penyerapan kuat, penggumpalan mudah, listrik statis tinggi, kehalusan tinggi, kepadatan tinggi, dan berat jenis ringan.
(6)Pemeriksaan kualitas
Pemeriksaan kualitas serbuk mikro meliputi komposisi kimia, komposisi ukuran partikel, dan hal-hal lainnya. Untuk metode pemeriksaan dan standar kualitas, silakan lihat “Kondisi Teknis Karbida Silikon.”
(7) Produksi debu penggilingan
Setelah serbuk mikro dikelompokkan dan disaring, kepala material dapat digunakan untuk menyiapkan serbuk penggiling. Produksi serbuk penggiling dapat mengurangi limbah dan memperpanjang rantai produk.
Waktu posting: 13-Mei-2024