SiC-enkristall är ett halvledarmaterial i grupp IV-IV som består av två element, Si och C, i ett stökiometriskt förhållande på 1:1. Dess hårdhet är näst efter diamant.
Metoden med kolreduktion av kiseloxid för att framställa SiC baseras huvudsakligen på följande kemiska reaktionsformel:
Reaktionsprocessen för kolreduktion av kiseloxid är relativt komplex, där reaktionstemperaturen direkt påverkar slutprodukten.
I beredningsprocessen för kiselkarbid placeras råmaterialen först i en motståndsugn. Motståndsugnen består av gavlar i båda ändar, med en grafitelektrod i mitten, och ugnskärnan förbinder de två elektroderna. I ugnskärnans periferi placeras först råmaterialen som deltar i reaktionen, och sedan placeras material som används för värmebevarande i periferin. När smältningen börjar aktiveras motståndsugnen och temperaturen stiger till 2 600 till 2 700 grader Celsius. Elektrisk värmeenergi överförs till laddningen genom ugnskärnans yta, vilket gör att den gradvis värms upp. När laddningens temperatur överstiger 1450 grader Celsius sker en kemisk reaktion för att generera kiselkarbid och kolmonoxidgas. Allt eftersom smältprocessen fortsätter kommer högtemperaturområdet i laddningen gradvis att expandera, och mängden genererad kiselkarbid kommer också att öka. Kiselkarbid bildas kontinuerligt i ugnen, och genom avdunstning och rörelse växer kristallerna gradvis och samlas så småningom till cylindriska kristaller.
En del av kristallens innervägg börjar sönderfalla på grund av den höga temperaturen som överstiger 2 600 grader Celsius. Kiselelementet som produceras genom sönderdelningen kommer att rekombineras med kolelementet i laddningen för att bilda ny kiselkarbid.
När den kemiska reaktionen av kiselkarbid (SiC) är avslutad och ugnen har svalnat kan nästa steg börja. Först demonteras ugnens väggar, och sedan väljs råmaterialen i ugnen ut och graderas lager för lager. De utvalda råmaterialen krossas för att erhålla det granulära material vi önskar. Därefter avlägsnas föroreningar i råmaterialen genom vattentvättning eller rengöring med syra- och alkalilösningar, samt magnetisk separation och andra metoder. De rengjorda råmaterialen behöver torkas och sedan siktas igen, och slutligen kan rent kiselkarbidpulver erhållas. Vid behov kan dessa pulver bearbetas ytterligare enligt den faktiska användningen, såsom formning eller finmalning, för att producera finare kiselkarbidpulver.
Specifika steg är följande:
(1) Råvaror
Grönt kiselkarbidmikropulver framställs genom att krossa grövre grön kiselkarbid. Kiselkarbidens kemiska sammansättning bör vara större än 99 %, och fritt kol och järnoxid bör vara mindre än 0,2 %.
(2) Trasig
För att krossa kiselkarbidsand till fint pulver används för närvarande två metoder i Kina, en är intermittent våtkrossning med kulkvarn och den andra är krossning med hjälp av en luftflödespulverkvarn.
(3) Magnetisk separation
Oavsett vilken metod som används för att krossa kiselkarbidpulver till fint pulver används vanligtvis våtmagnetisk separation och mekanisk magnetisk separation. Detta beror på att det inte bildas något damm under våtmagnetisk separation, de magnetiska materialen separeras helt, produkten efter magnetisk separation innehåller mindre järn och det är också mindre kiselkarbidpulver som tas bort av de magnetiska materialen.
(4) Vattenseparation
Grundprincipen för vattenseparationsmetoden är att använda de olika sedimenteringshastigheterna för kiselkarbidpartiklar med olika diametrar i vatten för att utföra partikelstorlekssortering.
(5) Ultraljudsscreening
Med utvecklingen av ultraljudsteknik har den också använts i stor utsträckning inom ultraljudsscreening av mikropulverteknik, vilket i princip kan lösa screeningsproblem som stark adsorption, enkel agglomerering, hög statisk elektricitet, hög finhet, hög densitet och lätt specifik vikt.
(6) Kvalitetskontroll
Kvalitetskontroll av mikropulver inkluderar kemisk sammansättning, partikelstorlek och andra punkter. För inspektionsmetoder och kvalitetsstandarder, se "Tekniska villkor för kiselkarbid".
(7) Produktion av slipdamm
Efter att mikropulvret har grupperats och siktats kan materialhuvudet användas för att framställa malpulver. Produktionen av malpulver kan minska avfall och förlänga produktkedjan.
Publiceringstid: 13 maj 2024