Monokristal SiC je sestavljeni polprevodniški material skupine IV-IV, sestavljen iz dveh elementov, Si in C, v stehiometričnem razmerju 1:1. Njegova trdota je druga najbolj trda za diamantom.
Metoda redukcije ogljika s silicijevim oksidom za pripravo SiC temelji predvsem na naslednji kemijski reakcijski formuli:
Reakcijski proces redukcije silicijevega oksida z ogljikom je relativno zapleten, pri čemer reakcijska temperatura neposredno vpliva na končni produkt.
V postopku priprave silicijevega karbida se surovine najprej namestijo v uporovno peč. Uporovno peč ima na obeh koncih čelne stene, v sredini pa je grafitna elektroda, ki ju povezuje jedro peči. Na obrobje jedra peči se najprej namestijo surovine, ki sodelujejo v reakciji, nato pa se na obrobje namestijo materiali, ki se uporabljajo za ohranjanje toplote. Ko se taljenje začne, se uporovno peč vklopi in temperatura se dvigne na 2600 do 2700 stopinj Celzija. Električna toplotna energija se prenaša na vložek skozi površino jedra peči, zaradi česar se postopoma segreva. Ko temperatura vloška preseže 1450 stopinj Celzija, pride do kemične reakcije, ki povzroči nastanek silicijevega karbida in ogljikovega monoksida. Med potekom taljenja se visokotemperaturno območje v vložku postopoma širi, povečuje pa se tudi količina nastalega silicijevega karbida. Silicijev karbid se v peči nenehno tvori, zaradi izhlapevanja in premikanja pa kristali postopoma rastejo in se sčasoma zbirajo v valjaste kristale.
Del notranje stene kristala se zaradi visoke temperature, ki presega 2600 stopinj Celzija, začne razpadati. Silicijev element, ki nastane pri razgradnji, se bo ponovno združil z ogljikovim elementom v vložku in tvoril nov silicijev karbid.
Ko je kemijska reakcija silicijevega karbida (SiC) končana in se peč ohladi, se lahko začne naslednji korak. Najprej se razstavijo stene peči, nato pa se surovine v peči izberejo in razvrstijo plast za plastjo. Izbrane surovine se zdrobijo, da dobimo želeni granulat. Nato se nečistoče v surovinah odstranijo s pranjem z vodo ali čiščenjem s kislinskimi in alkalnimi raztopinami, pa tudi z magnetno ločitvijo in drugimi metodami. Očiščene surovine je treba posušiti in nato ponovno presejati, da se na koncu dobi čisti prah silicijevega karbida. Po potrebi se lahko ti prahovi nadalje obdelajo glede na dejansko uporabo, na primer z oblikovanjem ali finim mletjem, da se dobi finejši prah silicijevega karbida.
Specifični koraki so naslednji:
(1) Surovine
Zeleni mikro prah silicijevega karbida se proizvaja z drobljenjem grobejšega zelenega silicijevega karbida. Kemična sestava silicijevega karbida mora biti večja od 99 %, prosti ogljik in železov oksid pa manjša od 0,2 %.
(2)Poškodovano
Za drobljenje silicijevega karbidnega peska v fin prah se na Kitajskem trenutno uporabljata dve metodi, ena je občasno drobljenje s krogličnim mlinom za mokro uporabo in druga je drobljenje z uporabo mlina za prah z zračnim tokom.
(3) Magnetna ločitev
Ne glede na metodo drobljenja silicijevega karbidnega prahu v fin prah se običajno uporabljata mokro magnetno ločevanje in mehansko magnetno ločevanje. To je zato, ker med mokrim magnetnim ločevanjem ni prahu, magnetni materiali so popolnoma ločeni, produkt po magnetnem ločevanju vsebuje manj železa in magnetni materiali odvzamejo manj silicijevega karbidnega prahu.
(4) Ločevanje vode
Osnovno načelo metode ločevanja vode je uporaba različnih hitrosti usedanja delcev silicijevega karbida različnih premerov v vodi za sortiranje delcev po velikosti.
(5) Ultrazvočni pregled
Z razvojem ultrazvočne tehnologije se je široko uporabljala tudi pri ultrazvočnem presejanju mikropraškovne tehnologije, ki lahko v osnovi reši težave s presejanjem, kot so močna adsorpcija, enostavna aglomeracija, visoka statična elektrika, visoka finost, visoka gostota in lahka specifična teža.
(6) Pregled kakovosti
Pregled kakovosti mikroprahu vključuje kemično sestavo, velikost delcev in druge postavke. Za metode pregleda in standarde kakovosti glejte »Tehnične pogoje za silicijev karbid«.
(7) Nastajanje brusnega prahu
Ko je mikro prah združen in presejan, se lahko materialna glava uporabi za pripravo brusnega prahu. Proizvodnja brusnega prahu lahko zmanjša količino odpadkov in podaljša proizvodno verigo.
Čas objave: 13. maj 2024