SiC monokristalas yra IV-IV grupės junginių puslaidininkinė medžiaga, sudaryta iš dviejų elementų, Si ir C, stechiometriniu santykiu 1:1. Jo kietumas yra antras po deimanto.
Silicio oksido anglies redukcijos metodas SiC gamybai daugiausia pagrįstas šia cheminės reakcijos formule:
Silicio oksido anglies redukcijos reakcijos procesas yra gana sudėtingas, o reakcijos temperatūra tiesiogiai veikia galutinį produktą.
Silicio karbido gamybos procese žaliavos pirmiausia dedamos į varžinę krosnį. Varžinę krosnį sudaro abiejuose galuose esančios sienelės, centre esantis grafito elektrodas, o krosnies šerdis jungia abu elektrodus. Krosnies šerdies periferijoje pirmiausia dedamos reakcijoje dalyvaujančios žaliavos, o po to – šilumos išsaugojimui naudojamos medžiagos. Prasidėjus lydymui, varžinė krosnis įjungiama ir temperatūra pakyla iki 2600–2700 laipsnių Celsijaus. Per krosnies šerdies paviršių į įkrovą perduodama elektros šilumos energija, todėl jis palaipsniui kaitinamas. Kai įkrovos temperatūra viršija 1450 laipsnių Celsijaus, vyksta cheminė reakcija, kurios metu susidaro silicio karbidas ir anglies monoksido dujos. Lydymo procesui tęsiantis, aukštos temperatūros sritis įkrovoje palaipsniui plečiasi, taip pat didėja susidariusio silicio karbido kiekis. Krosnyje nuolat formuojasi silicio karbidas, o dėl garavimo ir judėjimo kristalai palaipsniui auga ir galiausiai susikaupia į cilindrinius kristalus.
Dėl aukštos temperatūros, viršijančios 2600 laipsnių Celsijaus, dalis kristalo vidinės sienelės pradeda irti. Skilimo metu susidaręs silicio elementas vėl susijungs su įkrovoje esančiu anglies elementu ir susidarys naujas silicio karbidas.
Kai silicio karbido (SiC) cheminė reakcija baigiama ir krosnis atvėsta, galima pradėti kitą etapą. Pirmiausia išardomos krosnies sienelės, o tada krosnyje esančios žaliavos atrenkamos ir sluoksnis po sluoksnio rūšiuojamos. Pasirinktos žaliavos susmulkinamos, kad būtų gauta norima granuliuota medžiaga. Toliau žaliavose esančios priemaišos pašalinamos plaunant vandeniu arba valant rūgščių ir šarmų tirpalais, taip pat magnetiniu atskyrimu ir kitais metodais. Išvalytas žaliavas reikia išdžiovinti, o tada vėl sijoti, ir galiausiai galima gauti grynus silicio karbido miltelius. Prireikus šiuos miltelius galima toliau apdoroti pagal faktinį panaudojimą, pavyzdžiui, formuoti arba smulkiai malti, kad būtų gauti smulkesni silicio karbido milteliai.
Konkretūs veiksmai yra šie:
(1) Žaliavos
Žaliojo silicio karbido mikromilteliai gaunami susmulkinant stambesnį žaliąjį silicio karbidą. Silicio karbido cheminė sudėtis turi būti didesnė nei 99 %, o laisvosios anglies ir geležies oksido – mažiau nei 0,2 %.
(2) Sugedęs
Kinijoje šiuo metu naudojami du silicio karbido smėlio susmulkinimo į smulkius miltelius metodai: pertraukiamas šlapio rutulinio malūno susmulkinimas ir oro srauto miltelių malūnas.
(3) Magnetinis atskyrimas
Nesvarbu, koks silicio karbido miltelių susmulkinimo į smulkius miltelius metodas naudojamas, dažniausiai naudojamas šlapias magnetinis atskyrimas ir mechaninis magnetinis atskyrimas. Taip yra todėl, kad šlapio magnetinio atskyrimo metu nesusidaro dulkių, magnetinės medžiagos yra visiškai atskirtos, po magnetinio atskyrimo gautame produkte yra mažiau geležies, o magnetinės medžiagos taip pat pašalina mažiau silicio karbido miltelių.
(4) Vandens atskyrimas
Pagrindinis vandens atskyrimo metodo principas yra panaudoti skirtingo skersmens silicio karbido dalelių nusėdimo vandenyje greitį, kad būtų galima rūšiuoti daleles pagal dydį.
(5) Ultragarsinis patikrinimas
Tobulėjant ultragarso technologijai, ji taip pat buvo plačiai naudojama ultragarsiniame mikromiltelių tiriante, kuris iš esmės gali išspręsti tiriant problemas, tokias kaip stipri adsorbcija, lengva aglomeracija, didelė statinė elektra, didelis smulkumas, didelis tankis ir lengvas savitasis sunkis.
(6) Kokybės patikrinimas
Mikromiltelių kokybės patikra apima cheminę sudėtį, dalelių dydžio sudėtį ir kitus elementus. Tikrinimo metodus ir kokybės standartus žr. „Silicio karbido techninėse sąlygose“.
(7) Šlifavimo dulkių susidarymas
Sugrupavus ir persijojus mikromiltelius, medžiagos galvutė gali būti naudojama malimo milteliams paruošti. Malimo miltelių gamyba gali sumažinti atliekas ir pailginti gamybos grandinę.
Įrašo laikas: 2024 m. gegužės 13 d.