SiC monokristāls ir IV-IV grupas pusvadītāju savienojuma materiāls, kas sastāv no diviem elementiem, Si un C, stehiometriskā attiecībā 1:1. Tā cietība ir otrajā vietā aiz dimanta.
Silīcija oksīda oglekļa reducēšanas metode SiC iegūšanai galvenokārt balstās uz šādu ķīmiskās reakcijas formulu:
Silīcija oksīda oglekļa reducēšanas reakcijas process ir samērā sarežģīts, un reakcijas temperatūra tieši ietekmē gala produktu.
Silīcija karbīda sagatavošanas procesā izejvielas vispirms ievieto pretestības krāsnī. Pretestības krāsns sastāv no gala sienām abos galos, ar grafīta elektrodu centrā, un krāsns serde savieno abus elektrodus. Krāsns serdes perifērijā vispirms ievieto reakcijā iesaistītās izejvielas, un pēc tam perifērijā novieto materiālus, ko izmanto siltuma saglabāšanai. Kad sākas kausēšana, pretestības krāsns tiek aktivizēta, un temperatūra paaugstinās līdz 2600–2700 grādiem pēc Celsija. Elektriskā siltumenerģija tiek pārnesta uz lādiņu caur krāsns serdes virsmu, izraisot tā pakāpenisku uzsildīšanu. Kad lādiņa temperatūra pārsniedz 1450 grādus pēc Celsija, notiek ķīmiska reakcija, kuras rezultātā rodas silīcija karbīds un oglekļa monoksīda gāze. Kausēšanas procesam turpinoties, lādiņa augstās temperatūras zona pakāpeniski paplašinās, un palielinās arī ģenerētā silīcija karbīda daudzums. Krāsnī nepārtraukti veidojas silīcija karbīds, un, iztvaikojot un pārvietojoties, kristāli pakāpeniski aug un galu galā sakrājas cilindriskos kristālos.
Daļa kristāla iekšējās sienas sāk sadalīties augstās temperatūras dēļ, kas pārsniedz 2600 grādus pēc Celsija. Sadalīšanās rezultātā iegūtais silīcija elements rekombinēsies ar lādiņā esošo oglekļa elementu, veidojot jaunu silīcija karbīdu.
Kad silīcija karbīda (SiC) ķīmiskā reakcija ir pabeigta un krāsns ir atdzisusi, var sākt nākamo soli. Vispirms tiek demontētas krāsns sienas, un pēc tam krāsnī esošās izejvielas tiek atlasītas un šķirotas pa slāņiem. Atlasītās izejvielas tiek sasmalcinātas, lai iegūtu vēlamo granulēto materiālu. Pēc tam izejvielās esošie piemaisījumi tiek atdalīti, mazgājot ar ūdeni vai tīrot ar skābju un sārmu šķīdumiem, kā arī izmantojot magnētisko atdalīšanu un citas metodes. Attīrītās izejvielas ir jāizžāvē un pēc tam vēlreiz jāizsijā, un visbeidzot var iegūt tīru silīcija karbīda pulveri. Ja nepieciešams, šos pulverus var tālāk apstrādāt atbilstoši faktiskajam pielietojumam, piemēram, formējot vai smalki samaļot, lai iegūtu smalkāku silīcija karbīda pulveri.
Konkrētie soļi ir šādi:
(1) Izejvielas
Zaļā silīcija karbīda mikropulveris tiek iegūts, sasmalcinot rupjāku zaļo silīcija karbīdu. Silīcija karbīda ķīmiskajam sastāvam jābūt lielākam par 99%, un brīvajam oglekļa un dzelzs oksīdam jābūt mazākam par 0,2%.
(2) Salauzts
Lai sasmalcinātu silīcija karbīda smiltis smalkā pulverī, Ķīnā pašlaik tiek izmantotas divas metodes: viena ir periodiska mitrā lodīšu dzirnavu saspiešana, bet otra - saspiešana, izmantojot gaisa plūsmas pulvera dzirnavas.
(3) Magnētiskā atdalīšana
Neatkarīgi no tā, kāda metode tiek izmantota silīcija karbīda pulvera sasmalcināšanai smalkā pulverī, parasti tiek izmantota mitrā magnētiskā atdalīšana un mehāniskā magnētiskā atdalīšana. Tas ir tāpēc, ka mitrās magnētiskās atdalīšanas laikā nerodas putekļi, magnētiskie materiāli tiek pilnībā atdalīti, magnētiskās atdalīšanas produkts satur mazāk dzelzs, un arī magnētiskie materiāli absorbē mazāk silīcija karbīda pulvera.
(4) Ūdens atdalīšana
Ūdens atdalīšanas metodes pamatprincips ir izmantot dažāda diametra silīcija karbīda daļiņu atšķirīgos nosēšanās ātrumus ūdenī, lai veiktu daļiņu lieluma šķirošanu.
(5) Ultraskaņas skrīnings
Attīstoties ultraskaņas tehnoloģijai, tā ir plaši izmantota arī mikropulveru tehnoloģijas ultraskaņas skrīningā, kas pamatā var atrisināt tādas skrīninga problēmas kā spēcīga adsorbcija, viegla aglomerācija, augsta statiskā elektrība, augsta smalkums, augsts blīvums un viegls īpatnējais svars.
(6) Kvalitātes pārbaude
Mikropulvera kvalitātes pārbaude ietver ķīmisko sastāvu, daļiņu izmēru sastāvu un citus vienumus. Lai uzzinātu par pārbaudes metodēm un kvalitātes standartiem, lūdzu, skatiet “Silīcija karbīda tehniskos nosacījumus”.
(7) Slīpēšanas putekļu veidošanās
Pēc mikropulvera sagrupēšanas un atsijāšanas materiāla galvu var izmantot malšanas pulvera pagatavošanai. Malšanas pulvera ražošana var samazināt atkritumus un pagarināt produktu ķēdi.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 13. maijs