SiC tek kristali, 1:1 oranında Si ve C olmak üzere iki elementten oluşan, Grup IV-IV bileşik yarı iletken bir malzemedir. Sertliği elmastan sonra ikinci sıradadır.
Silisyum oksidin karbon indirgeme yöntemiyle SiC hazırlanması esas olarak aşağıdaki kimyasal reaksiyon formülüne dayanmaktadır:
Silisyum oksidin karbon indirgenmesi reaksiyon süreci nispeten karmaşıktır ve reaksiyon sıcaklığı nihai ürünü doğrudan etkiler.
Silisyum karbürün üretim sürecinde, ham maddeler öncelikle bir direnç fırınına yerleştirilir. Direnç fırını, her iki ucunda uç duvarları olan, ortasında grafit elektrot bulunan ve fırın çekirdeğinin iki elektrotu birbirine bağladığı bir yapıdan oluşur. Fırın çekirdeğinin çevresine önce reaksiyona katılan ham maddeler, daha sonra da ısı yalıtımı için kullanılan malzemeler yerleştirilir. Ergitme başladığında, direnç fırını enerjilendirilir ve sıcaklık 2600 ila 2700 santigrat dereceye yükselir. Elektrik enerjisi, fırın çekirdeğinin yüzeyi üzerinden malzemeye aktarılarak kademeli olarak ısınmasına neden olur. Malzemenin sıcaklığı 1450 santigrat derecenin üzerine çıktığında, silisyum karbür ve karbonmonoksit gazı üreten kimyasal bir reaksiyon meydana gelir. Ergitme işlemi devam ettikçe, malzemedeki yüksek sıcaklık alanı kademeli olarak genişler ve üretilen silisyum karbür miktarı da artar. Fırında sürekli olarak silisyum karbür oluşturulur ve buharlaşma ve hareket yoluyla kristaller kademeli olarak büyür ve sonunda silindirik kristaller halinde bir araya gelir.
Kristalin iç duvarının bir kısmı, 2600 santigrat derecenin üzerindeki yüksek sıcaklık nedeniyle ayrışmaya başlar. Ayrışma sonucu oluşan silikon elementi, yükteki karbon elementiyle yeniden birleşerek yeni silisyum karbür oluşturur.
Silisyum karbürün (SiC) kimyasal reaksiyonu tamamlandığında ve fırın soğuduğunda, bir sonraki adıma geçilebilir. İlk olarak, fırının duvarları sökülür ve ardından fırın içindeki ham maddeler katman katman seçilip sınıflandırılır. Seçilen ham maddeler, istenen granül malzemeyi elde etmek için ezilir. Daha sonra, ham maddelerdeki safsızlıklar suyla yıkama veya asit ve alkali çözeltilerle temizleme, manyetik ayırma ve diğer yöntemlerle giderilir. Temizlenen ham maddelerin kurutulması ve tekrar elenmesi gerekir ve sonunda saf silisyum karbür tozu elde edilebilir. Gerekirse, bu tozlar, daha ince silisyum karbür tozu üretmek için şekillendirme veya ince öğütme gibi gerçek kullanıma göre daha fazla işlenebilir.
İzlenecek adımlar şunlardır:
(1) Hammaddeler
Yeşil silisyum karbür mikro tozu, daha iri taneli yeşil silisyum karbürün ezilmesiyle üretilir. Silisyum karbürün kimyasal bileşimi %99'dan fazla olmalı ve serbest karbon ve demir oksit oranı %0,2'den az olmalıdır.
(2)Kırık
Çin'de silisyum karbür kumunu ince toz haline getirmek için şu anda iki yöntem kullanılmaktadır: biri aralıklı ıslak bilyalı değirmenle kırma, diğeri ise hava akımlı toz değirmeniyle kırma.
(3) Manyetik ayırma
Silisyum karbür tozunu ince toz haline getirmek için hangi yöntem kullanılırsa kullanılsın, genellikle ıslak manyetik ayırma ve mekanik manyetik ayırma yöntemleri kullanılır. Bunun nedeni, ıslak manyetik ayırma sırasında toz oluşmaması, manyetik malzemelerin tamamen ayrılması, manyetik ayırmadan sonra elde edilen ürünün daha az demir içermesi ve manyetik malzemeler tarafından uzaklaştırılan silisyum karbür tozunun da daha az olmasıdır.
(4)Su ayrımı
Su ile ayırma yönteminin temel prensibi, farklı çaplardaki silisyum karbür parçacıklarının suda farklı çökelme hızlarından yararlanarak parçacık boyutuna göre ayırma işlemini gerçekleştirmektir.
(5) Ultrasonik tarama
Ultrasonik teknolojinin gelişmesiyle birlikte, güçlü adsorpsiyon, kolay topaklanma, yüksek statik elektrik, yüksek incelik, yüksek yoğunluk ve düşük özgül ağırlık gibi eleme sorunlarını temel olarak çözebilen mikro tozların ultrasonik eleme teknolojisinde de yaygın olarak kullanılmaktadır.
(6)Kalite kontrolü
Mikrotoz kalite kontrolü, kimyasal bileşim, parçacık boyutu bileşimi ve diğer unsurları içerir. Kontrol yöntemleri ve kalite standartları için lütfen "Silisyum Karbür Teknik Koşulları"na bakınız.
(7) Öğütme tozu üretimi
Mikro tozlar gruplandırılıp elendikten sonra, malzeme başlığı öğütme tozu hazırlamak için kullanılabilir. Öğütme tozu üretimi, atıkları azaltır ve ürün zincirini uzatır.
Yayın tarihi: 13 Mayıs 2024