SiC-enkeltkrystall er et gruppe IV-IV-forbindelseshalvledermateriale som består av to elementer, Si og C, i et støkiometrisk forhold på 1:1. Hardheten er nest etter diamant.
Karbonreduksjonsmetoden for silisiumoksid for å fremstille SiC er hovedsakelig basert på følgende kjemiske reaksjonsformel:
Reaksjonsprosessen for karbonreduksjon av silisiumoksid er relativt kompleks, der reaksjonstemperaturen direkte påvirker sluttproduktet.
I fremstillingsprosessen av silisiumkarbid plasseres råmaterialene først i en motstandsovn. Motstandsovnen består av endevegger i begge ender, med en grafittelektrode i midten, og ovnskjernen forbinder de to elektrodene. På periferien av ovnskjernen plasseres først råmaterialene som deltar i reaksjonen, og deretter plasseres materialene som brukes til varmebevaring på periferien. Når smeltingen begynner, aktiveres motstandsovnen og temperaturen stiger til 2600 til 2700 grader Celsius. Elektrisk varmeenergi overføres til ladningen gjennom overflaten av ovnskjernen, noe som fører til at den gradvis varmes opp. Når temperaturen på ladningen overstiger 1450 grader Celsius, skjer en kjemisk reaksjon for å generere silisiumkarbid og karbonmonoksidgass. Etter hvert som smelteprosessen fortsetter, vil høytemperaturområdet i ladningen gradvis utvide seg, og mengden silisiumkarbid som genereres vil også øke. Silisiumkarbid dannes kontinuerlig i ovnen, og gjennom fordampning og bevegelse vokser krystallene gradvis og samler seg til slutt til sylindriske krystaller.
En del av krystallens indre vegg begynner å dekomponere på grunn av den høye temperaturen som overstiger 2600 grader Celsius. Silisiumelementet som produseres ved dekomponeringen vil rekombineres med karbonelementet i ladningen for å danne nytt silisiumkarbid.
Når den kjemiske reaksjonen av silisiumkarbid (SiC) er fullført og ovnen er avkjølt, kan neste trinn begynne. Først demonteres ovnsveggene, og deretter velges råmaterialene i ovnen og graderes lag for lag. De valgte råmaterialene knuses for å oppnå det granulære materialet vi ønsker. Deretter fjernes urenheter i råmaterialene gjennom vannvask eller rengjøring med syre- og alkaliløsninger, samt magnetisk separasjon og andre metoder. De rensede råmaterialene må tørkes og deretter siktes igjen, og til slutt kan rent silisiumkarbidpulver oppnås. Om nødvendig kan disse pulverne bearbeides videre i henhold til den faktiske bruken, for eksempel forming eller finmaling, for å produsere finere silisiumkarbidpulver.
Spesifikke trinn er som følger:
(1) Råvarer
Grønt silisiumkarbid-mikropulver produseres ved å knuse grovere grønt silisiumkarbid. Den kjemiske sammensetningen av silisiumkarbid bør være større enn 99 %, og fritt karbon og jernoksid bør være mindre enn 0,2 %.
(2) Ødelagt
For å knuse silisiumkarbidsand til fint pulver brukes det for tiden to metoder i Kina, den ene er intermitterende våtkulemølleknusing, og den andre er knusing ved hjelp av en luftstrømspulvermølle.
(3) Magnetisk separasjon
Uansett hvilken metode som brukes for å knuse silisiumkarbidpulver til fint pulver, brukes vanligvis våtmagnetisk separasjon og mekanisk magnetisk separasjon. Dette er fordi det ikke er noe støv under våtmagnetisk separasjon, de magnetiske materialene separeres fullstendig, produktet etter magnetisk separasjon inneholder mindre jern, og silisiumkarbidpulveret som tas bort av de magnetiske materialene er også mindre.
(4) Vannseparasjon
Det grunnleggende prinsippet for vannseparasjonsmetoden er å bruke de forskjellige sedimenteringshastighetene til silisiumkarbidpartikler med forskjellige diametre i vann for å utføre partikkelstørrelsessortering.
(5) Ultralydscreening
Med utviklingen av ultralydteknologi har den også blitt mye brukt i ultralydscreening av mikropulverteknologi, som i utgangspunktet kan løse screeningsproblemer som sterk adsorpsjon, enkel agglomerering, høy statisk elektrisitet, høy finhet, høy tetthet og lett spesifikk tyngdekraft.
(6) Kvalitetsinspeksjon
Kvalitetsinspeksjon av mikropulver inkluderer kjemisk sammensetning, partikkelstørrelsessammensetning og andre elementer. For inspeksjonsmetoder og kvalitetsstandarder, se «Tekniske betingelser for silisiumkarbid».
(7) Produksjon av slipestøv
Etter at mikropulveret er gruppert og siktet, kan materialhodet brukes til å fremstille slipepulver. Produksjonen av slipepulver kan redusere avfall og forlenge produktkjeden.
Publiseringstid: 13. mai 2024