Hablur tunggal SiC ialah bahan semikonduktor sebatian Kumpulan IV-IV yang terdiri daripada dua unsur, Si dan C, dalam nisbah stoikiometri 1:1. Kekerasannya adalah kedua selepas berlian.
Kaedah pengurangan karbon silikon oksida untuk menyediakan SiC adalah berdasarkan formula tindak balas kimia berikut:
Proses tindak balas pengurangan karbon silikon oksida agak kompleks, di mana suhu tindak balas secara langsung mempengaruhi produk akhir.
Dalam proses penyediaan silikon karbida, bahan mentah diletakkan terlebih dahulu di dalam relau rintangan. Relau rintangan terdiri daripada dinding hujung di kedua-dua hujungnya, dengan elektrod grafit di tengah, dan teras relau menghubungkan kedua-dua elektrod. Di pinggir teras relau, bahan mentah yang terlibat dalam tindak balas diletakkan terlebih dahulu, dan kemudian bahan yang digunakan untuk pemeliharaan haba diletakkan di pinggirnya. Apabila peleburan bermula, relau rintangan ditenagakan dan suhu meningkat kepada 2,600 hingga 2,700 darjah Celsius. Tenaga haba elektrik dipindahkan ke cas melalui permukaan teras relau, menyebabkan ia dipanaskan secara beransur-ansur. Apabila suhu cas melebihi 1450 darjah Celsius, tindak balas kimia berlaku untuk menghasilkan silikon karbida dan gas karbon monoksida. Semasa proses peleburan berterusan, kawasan suhu tinggi dalam cas akan berkembang secara beransur-ansur, dan jumlah silikon karbida yang dihasilkan juga akan meningkat. Silikon karbida terbentuk secara berterusan di dalam relau, dan melalui penyejatan dan pergerakan, kristal secara beransur-ansur membesar dan akhirnya berkumpul menjadi kristal silinder.
Sebahagian daripada dinding dalam kristal mula terurai akibat suhu tinggi melebihi 2,600 darjah Celsius. Unsur silikon yang dihasilkan melalui penguraian akan bergabung semula dengan unsur karbon dalam cas untuk membentuk silikon karbida baharu.
Apabila tindak balas kimia silikon karbida (SiC) selesai dan relau telah sejuk, langkah seterusnya boleh dimulakan. Pertama, dinding relau dibongkar, dan kemudian bahan mentah dalam relau dipilih dan digredkan lapisan demi lapisan. Bahan mentah yang dipilih dihancurkan untuk mendapatkan bahan berbutir yang kita inginkan. Seterusnya, bendasing dalam bahan mentah disingkirkan melalui pencucian air atau pembersihan dengan larutan asid dan alkali, serta pemisahan magnet dan kaedah lain. Bahan mentah yang telah dibersihkan perlu dikeringkan dan kemudian ditapis semula, dan akhirnya serbuk silikon karbida tulen boleh diperolehi. Jika perlu, serbuk ini boleh diproses selanjutnya mengikut penggunaan sebenar, seperti membentuk atau mengisar halus, untuk menghasilkan serbuk silikon karbida yang lebih halus.
Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
(1) Bahan mentah
Serbuk mikro silikon karbida hijau dihasilkan dengan menghancurkan silikon karbida hijau yang lebih kasar. Komposisi kimia silikon karbida hendaklah lebih besar daripada 99%, dan karbon bebas dan oksida besi hendaklah kurang daripada 0.2%.
(2) Rosak
Untuk menghancurkan pasir silikon karbida menjadi serbuk halus, dua kaedah sedang digunakan di China, satu ialah penghancuran kilang bebola basah sekejap-sekejap, dan yang satu lagi ialah penghancuran menggunakan kilang serbuk aliran udara.
(3) Pemisahan magnetik
Tidak kira kaedah apa yang digunakan untuk menghancurkan serbuk silikon karbida menjadi serbuk halus, pemisahan magnet basah dan pemisahan magnet mekanikal biasanya digunakan. Ini kerana tiada habuk semasa pemisahan magnet basah, bahan magnet dipisahkan sepenuhnya, produk selepas pemisahan magnet mengandungi kurang besi, dan serbuk silikon karbida yang diambil oleh bahan magnet juga kurang.
(4) Pemisahan air
Prinsip asas kaedah pemisahan air adalah dengan menggunakan kelajuan pengendapan zarah silikon karbida yang berbeza dengan diameter yang berbeza di dalam air untuk melakukan pengasingan saiz zarah.
(5) Pemeriksaan ultrasonik
Dengan perkembangan teknologi ultrasonik, ia juga telah digunakan secara meluas dalam penyaringan ultrasonik teknologi serbuk mikro, yang pada asasnya boleh menyelesaikan masalah penyaringan seperti penjerapan yang kuat, aglomerasi mudah, elektrik statik yang tinggi, kehalusan yang tinggi, ketumpatan tinggi, dan graviti tentu yang ringan.
(6) Pemeriksaan kualiti
Pemeriksaan kualiti serbuk mikro merangkumi komposisi kimia, komposisi saiz zarah dan perkara lain. Untuk kaedah pemeriksaan dan piawaian kualiti, sila rujuk “Syarat Teknikal Silikon Karbida.”
(7) Pengeluaran habuk pengisaran
Selepas serbuk mikro dikumpulkan dan ditapis, kepala bahan boleh digunakan untuk menyediakan serbuk pengisar. Penghasilan serbuk pengisar dapat mengurangkan pembaziran dan memanjangkan rantaian produk.
Masa siaran: 13 Mei 2024