SiC 미세분말은 어떻게 만들어지나요?

SiC 단결정은 Si와 C 두 원소가 화학양론비 1:1로 구성된 IV-IV족 화합물 반도체 소재입니다. 경도는 다이아몬드 다음으로 높습니다.

실리콘 산화물의 탄소 환원을 통한 SiC 제조 방법은 주로 다음의 화학 반응식에 기초합니다.

산화규소의 탄소 환원 반응 과정은 비교적 복잡하며, 반응 온도는 최종 제품에 직접적인 영향을 미칩니다.

탄화규소 제조 공정에서는 먼저 원료를 저항로에 넣습니다. 저항로는 양쪽 끝에 막이 있고, 중앙에 흑연 전극이 있으며, 노심은 두 전극을 연결합니다. 노심 주변에는 반응에 참여하는 원료를 먼저 넣고, 그 위에 열 보존에 사용되는 재료를 놓습니다. 제련이 시작되면 저항로에 전원이 공급되고 온도가 2,600~2,700°C로 상승합니다. 전기 열 에너지는 노심 표면을 통해 장입물로 전달되어 점차 가열됩니다. 장입물의 온도가 1,450°C를 초과하면 화학 반응이 일어나 탄화규소와 일산화탄소 가스가 생성됩니다. 제련 공정이 진행됨에 따라 장입물 내 고온 영역이 점차 확장되고 생성되는 탄화규소의 양도 증가합니다. 탄화규소는 용광로에서 지속적으로 형성되며, 증발과 이동을 통해 결정이 점차 성장하여 결국 원통형 결정으로 모입니다.

2,600°C를 넘는 고온으로 인해 결정 내벽의 일부가 분해되기 시작합니다. 분해로 생성된 규소 원소는 충전물 내의 탄소 원소와 재결합하여 새로운 탄화규소를 형성합니다.

탄화규소(SiC)의 화학 반응이 완료되고 노가 냉각되면 다음 단계로 넘어갑니다. 먼저, 노 벽을 해체한 후, 노 내 원료를 선별하고 층별로 분류합니다. 선별된 원료를 파쇄하여 원하는 입상 물질을 얻습니다. 다음으로, 수세 또는 산 및 알칼리 용액 세척, 자력 분리 등의 방법을 통해 원료의 불순물을 제거합니다. 세척된 원료는 건조 후 다시 체질하여 순수한 탄화규소 분말을 얻습니다. 필요한 경우, 이러한 분말을 실제 용도에 맞게 성형 또는 미분쇄 등 추가 가공하여 더욱 미세한 탄화규소 분말을 생산할 수 있습니다.

구체적인 단계는 다음과 같습니다.

(1) 원자재

녹색 탄화규소 미분말은 굵은 녹색 탄화규소를 분쇄하여 생산됩니다. 탄화규소의 화학 조성은 99% 이상이어야 하며, 유리 탄소와 산화철은 0.2% 미만이어야 합니다.

(2)깨진

현재 중국에서는 실리콘 카바이드 모래를 미세한 분말로 분쇄하는 두 가지 방법을 사용하고 있습니다. 하나는 간헐적 습식 볼 밀 분쇄이고, 다른 하나는 기류 분말 밀을 사용하여 분쇄하는 것입니다.

(3)자기 분리

탄화규소 분말을 미세 분말로 분쇄하는 데 어떤 방법을 사용하든 일반적으로 습식 자기 선별과 기계적 자기 선별이 사용됩니다. 이는 습식 자기 선별 시 분진이 발생하지 않고 자성체가 완전히 분리되며, 자기 선별 후 제품의 철 함량이 적고 자성체에 의해 제거되는 탄화규소 분말도 적기 때문입니다.