SiC మైక్రో పౌడర్‌ను ఎలా తయారు చేస్తారు?

SiC సింగిల్ క్రిస్టల్ అనేది గ్రూప్ IV-IV సమ్మేళన సెమీకండక్టర్ పదార్థం, ఇది Si మరియు C అనే రెండు మూలకాలతో 1:1 స్టోయికియోమెట్రిక్ నిష్పత్తిలో ఏర్పడుతుంది. దీని కాఠిన్యం వజ్రం తర్వాత రెండవ స్థానంలో ఉంటుంది.

SiC ను తయారు చేయడానికి సిలికాన్ ఆక్సైడ్ యొక్క కార్బన్ క్షయకరణ పద్ధతి ప్రధానంగా ఈ క్రింది రసాయన ప్రతిచర్య సూత్రంపై ఆధారపడి ఉంటుంది:

సిలికాన్ ఆక్సైడ్ యొక్క కార్బన్ క్షయకరణ చర్య ప్రక్రియ సాపేక్షంగా సంక్లిష్టమైనది, దీనిలో చర్య ఉష్ణోగ్రత తుది ఉత్పత్తిని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

సిలికాన్ కార్బైడ్ తయారీ ప్రక్రియలో, ముడి పదార్థాలను మొదట రెసిస్టెన్స్ ఫర్నేస్‌లో ఉంచుతారు. ఈ రెసిస్టెన్స్ ఫర్నేస్‌కు రెండు చివర్లలో ఎండ్ వాల్స్ ఉంటాయి, మధ్యలో ఒక గ్రాఫైట్ ఎలక్ట్రోడ్ ఉంటుంది, మరియు ఫర్నేస్ కోర్ ఈ రెండు ఎలక్ట్రోడ్‌లను కలుపుతుంది. ఫర్నేస్ కోర్ యొక్క పరిధిలో, చర్యలో పాల్గొనే ముడి పదార్థాలను మొదట ఉంచుతారు, ఆ తర్వాత ఉష్ణాన్ని నిలుపుకోవడానికి ఉపయోగించే పదార్థాలను పరిధిలో ఉంచుతారు. ద్రవీభవనం ప్రారంభమైనప్పుడు, రెసిస్టెన్స్ ఫర్నేస్‌కు విద్యుత్‌ను అందించి, ఉష్ణోగ్రతను 2,600 నుండి 2,700 డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు పెంచుతారు. ఫర్నేస్ కోర్ ఉపరితలం ద్వారా విద్యుత్ ఉష్ణ శక్తి చార్జ్‌కు బదిలీ చేయబడి, అది క్రమంగా వేడెక్కడానికి కారణమవుతుంది. చార్జ్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత 1450 డిగ్రీల సెల్సియస్‌ను దాటినప్పుడు, ఒక రసాయన చర్య జరిగి సిలికాన్ కార్బైడ్ మరియు కార్బన్ మోనాక్సైడ్ వాయువు ఉత్పత్తి అవుతాయి. ద్రవీభవన ప్రక్రియ కొనసాగుతున్న కొద్దీ, చార్జ్‌లోని అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్రాంతం క్రమంగా విస్తరిస్తుంది, మరియు ఉత్పత్తి అయ్యే సిలికాన్ కార్బైడ్ పరిమాణం కూడా పెరుగుతుంది. కొలిమిలో సిలికాన్ కార్బైడ్ నిరంతరం ఏర్పడుతుంది, మరియు బాష్పీభవనం, కదలికల ద్వారా స్ఫటికాలు క్రమంగా పెరిగి చివరికి స్థూపాకార స్ఫటికాలుగా ఏర్పడతాయి.

2,600 డిగ్రీల సెల్సియస్‌ను మించిన అధిక ఉష్ణోగ్రత కారణంగా స్ఫటికం యొక్క లోపలి గోడలోని కొంత భాగం విచ్ఛిన్నం కావడం ప్రారంభమవుతుంది. ఈ విచ్ఛిన్నం ద్వారా ఏర్పడిన సిలికాన్ మూలకం, చార్జ్‌లోని కార్బన్ మూలకంతో తిరిగి కలిసి కొత్త సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) యొక్క రసాయన చర్య పూర్తయి, కొలిమి చల్లారిన తర్వాత, తదుపరి దశను ప్రారంభించవచ్చు. మొదట, కొలిమి గోడలను విడదీసి, ఆపై కొలిమిలోని ముడి పదార్థాలను ఎంపిక చేసి, పొరలు పొరలుగా వేరు చేస్తారు. ఎంపిక చేసిన ముడి పదార్థాలను మనకు కావలసిన రేణువుల పదార్థాన్ని పొందడానికి నూరుతారు. తరువాత, నీటితో కడగడం లేదా ఆమ్ల మరియు క్షార ద్రావణాలతో శుభ్రపరచడం, అలాగే అయస్కాంత వేర్పాటు మరియు ఇతర పద్ధతుల ద్వారా ముడి పదార్థాలలోని మలినాలను తొలగిస్తారు. శుభ్రం చేసిన ముడి పదార్థాలను ఆరబెట్టి, మళ్ళీ జల్లించాలి, చివరకు శుద్ధమైన సిలికాన్ కార్బైడ్ పొడిని పొందవచ్చు. అవసరమైతే, ఈ పొడులను వాస్తవ వినియోగానికి అనుగుణంగా, ఆకృతి ఇవ్వడం లేదా మెత్తగా నూరడం వంటి ప్రక్రియల ద్వారా మరింత శుద్ధి చేసి, మరింత సూక్ష్మమైన సిలికాన్ కార్బైడ్ పొడిని తయారు చేయవచ్చు.

నిర్దిష్ట దశలు ఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

(1) ముడి పదార్థాలు

ముతక గ్రీన్ సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను నలగగొట్టడం ద్వారా గ్రీన్ సిలికాన్ కార్బైడ్ మైక్రో పౌడర్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తారు. సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క రసాయన కూర్పు 99% కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి మరియు స్వేచ్ఛా కార్బన్ మరియు ఐరన్ ఆక్సైడ్ 0.2% కంటే తక్కువగా ఉండాలి.

(2) విరిగిన

సిలికాన్ కార్బైడ్ ఇసుకను మెత్తని పొడిగా మార్చడానికి, చైనాలో ప్రస్తుతం రెండు పద్ధతులు వాడుకలో ఉన్నాయి. వాటిలో ఒకటి అంతరాయ తడి బాల్ మిల్లుతో నలపడం, మరొకటి గాలి ప్రవాహ పౌడర్ మిల్లును ఉపయోగించి నలపడం.

(3) అయస్కాంత విభజన

సిలికాన్ కార్బైడ్ పొడిని సన్నని పొడిగా మార్చడానికి ఏ పద్ధతిని ఉపయోగించినప్పటికీ, సాధారణంగా తడి అయస్కాంత విభజన మరియు యాంత్రిక అయస్కాంత విభజన పద్ధతులను ఉపయోగిస్తారు. దీనికి కారణం, తడి అయస్కాంత విభజన సమయంలో దుమ్ము ఉండదు, అయస్కాంత పదార్థాలు పూర్తిగా వేరు చేయబడతాయి, అయస్కాంత విభజన తర్వాత వచ్చే ఉత్పత్తిలో ఇనుము తక్కువగా ఉంటుంది, మరియు అయస్కాంత పదార్థాలతో పాటు వచ్చే సిలికాన్ కార్బైడ్ పొడి కూడా తక్కువగా ఉంటుంది.

(4) నీటి విభజన

నీటిలో వేర్వేరు వ్యాసాలు కలిగిన సిలికాన్ కార్బైడ్ కణాల వేర్వేరు స్థిరీకరణ వేగాలను ఉపయోగించి కణ పరిమాణ క్రమబద్ధీకరణను నిర్వహించడమే జల విభజన పద్ధతి యొక్క ప్రాథమిక సూత్రం.

(5) అల్ట్రాసోనిక్ స్క్రీనింగ్

అల్ట్రాసోనిక్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధి చెందడంతో, మైక్రో-పౌడర్ స్క్రీనింగ్ టెక్నాలజీలో కూడా దీనిని విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు. ఇది బలమైన శోషణ, సులభంగా గడ్డకట్టడం, అధిక స్థిర విద్యుత్, అధిక సూక్ష్మత, అధిక సాంద్రత మరియు తక్కువ విశిష్ట గురుత్వం వంటి స్క్రీనింగ్ సమస్యలను ప్రాథమికంగా పరిష్కరించగలదు.

(6) నాణ్యత తనిఖీ

మైక్రోపౌడర్ నాణ్యత తనిఖీలో రసాయన కూర్పు, కణ పరిమాణ కూర్పు మరియు ఇతర అంశాలు ఉంటాయి. తనిఖీ పద్ధతులు మరియు నాణ్యతా ప్రమాణాల కోసం, దయచేసి “సిలికాన్ కార్బైడ్ సాంకేతిక పరిస్థితులు”ని చూడండి.

(7) గ్రైండింగ్ డస్ట్ ఉత్పత్తి

మైక్రో పౌడర్‌ను వర్గీకరించి, జల్లించిన తర్వాత, గ్రైండింగ్ పౌడర్‌ను తయారు చేయడానికి మెటీరియల్ హెడ్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. గ్రైండింగ్ పౌడర్ ఉత్పత్తి వ్యర్థాలను తగ్గించి, ఉత్పత్తి గొలుసును విస్తరించగలదు.