Einkristall SiC er hálfleiðaraefni í flokki IV-IV sem samanstendur af tveimur frumefnum, Si og C, í steikíómetrísku hlutfalli 1:1. Hörku þess er næst hörkulegri á eftir demanti.
Aðferðin við kolefnisafoxun kísilsoxíðs til að framleiða SiC byggist aðallega á eftirfarandi efnahvarfsformúlu:
Viðbragðsferlið við kolefnisafoxun kísilsoxíðs er tiltölulega flókið þar sem viðbragðshitastigið hefur bein áhrif á lokaafurðina.
Í framleiðsluferli kísillkarbíðs eru hráefnin fyrst sett í viðnámsofn. Viðnámsofninn samanstendur af endaveggjum á báðum endum, með grafítrafskaut í miðjunni, og ofnkjarninn tengir rafskautin tvö saman. Á jaðri ofnkjarnans eru fyrst sett hráefnin sem taka þátt í viðbrögðunum, og síðan eru efnin sem notuð eru til hitageymslu sett á jaðarinn. Þegar bræðslan hefst er viðnámsofninn virkjuður og hitastigið hækkar í 2.600 til 2.700 gráður á Celsíus. Rafmagnsorkan flyst í hleðsluna í gegnum yfirborð ofnkjarnans, sem veldur því að hann hitnar smám saman. Þegar hitastig hleðslunnar fer yfir 1450 gráður á Celsíus á sér stað efnahvörf sem myndar kísillkarbíð og kolmónoxíðgas. Þegar bræðsluferlið heldur áfram mun háhitasvæðið í hleðslunni smám saman stækka og magn kísillkarbíðs sem myndast mun einnig aukast. Kísillkarbíð myndast stöðugt í ofninum og með uppgufun og hreyfingu vaxa kristallarnir smám saman og safnast að lokum saman í sívalningslaga kristalla.
Hluti af innri vegg kristalsins byrjar að brotna niður vegna mikils hitastigs sem fer yfir 2.600 gráður á Celsíus. Kísillþátturinn sem myndast við niðurbrotið sameinast aftur kolefnisþættinum í hleðslunni til að mynda nýtt kísillkarbíð.
Þegar efnahvörf kísillkarbíðs (SiC) er lokið og ofninn hefur kólnað getur næsta skref hafist. Fyrst eru veggir ofnsins teknir í sundur og síðan eru hráefnin í ofninum valin og flokkuð lag fyrir lag. Valin hráefni eru mulin til að fá það kornótta efni sem við viljum. Næst eru óhreinindi í hráefnunum fjarlægð með vatnsþvotti eða hreinsun með sýru- og basalausnum, sem og segulmagnaðri aðskilnaði og öðrum aðferðum. Þurrkaðu hreinsuðu hráefnin og sigtaðu þau síðan aftur og að lokum er hægt að fá hreint kísillkarbíðduft. Ef nauðsyn krefur er hægt að vinna þetta duft frekar í samræmi við raunverulega notkun, svo sem mótun eða fínmala, til að framleiða fínna kísillkarbíðduft.
Sérstök skref eru sem hér segir:
(1) Hráefni
Grænt kísilkarbíð örduft er framleitt með því að mylja grófara grænt kísilkarbíð. Efnasamsetning kísilkarbíðs ætti að vera meiri en 99% og frjálst kolefni og járnoxíð ættu að vera minna en 0,2%.
(2) Brotið
Til að mylja kísilkarbíðsand í fínt duft eru tvær aðferðir notaðar í Kína nú, önnur er mulning með blautkúlukvörn og hin er mulning með loftstreymisduftkvörn.
(3) Segulmagnað aðskilnaður
Óháð því hvaða aðferð er notuð til að mylja kísilkarbíðduft í fínt duft, er venjulega notuð blaut segulmagnað aðskilnaður og vélræn segulmagnað aðskilnaður. Þetta er vegna þess að ekkert ryk myndast við blaut segulmagnaða aðskilnað, segulmagnaða efnin eru alveg aðskilin, afurðin eftir segulmagnaða aðskilnað inniheldur minna járn og kísilkarbíðduftið sem segulmagnaða efnin taka burt er einnig minna.
(4) Vatnsskiljun
Grunnreglan í vatnsaðskilnaðaraðferðinni er að nota mismunandi botnfallshraða kísilkarbíðagna af mismunandi þvermáli í vatni til að framkvæma agnastærðarflokkun.
(5) Ómskoðun
Með þróun ómskoðunartækni hefur hún einnig verið mikið notuð í ómskoðun örduftstækni, sem getur í grundvallaratriðum leyst skimunarvandamál eins og sterka aðsog, auðvelda þéttingu, mikla stöðuga rafmagn, mikla fínleika, mikla þéttleika og létt eðlisþyngd.
(6) Gæðaeftirlit
Gæðaeftirlit með ördufti felur í sér efnasamsetningu, agnastærð og aðra þætti. Varðandi skoðunaraðferðir og gæðastaðla, vinsamlegast vísið til „Tæknilegra skilyrða kísillkarbíðs“.
(7) Framleiðsla á kvörnunarryki
Eftir að örduftið hefur verið flokkað og sigtað er hægt að nota efnishausinn til að búa til mala duft. Framleiðsla á mala dufti getur dregið úr úrgangi og lengt vörukeðjuna.
Birtingartími: 13. maí 2024