SiC tek kristal, 1:1 stokiyometrik oranda Si ve C olmak üzere iki elementten oluşan Grup IV-IV bileşik yarı iletken malzemedir. Sertliği sadece elmastan sonra gelir.
Silisyum oksitin karbon indirgenmesiyle SiC hazırlama yöntemi esas olarak aşağıdaki kimyasal reaksiyon formülüne dayanmaktadır:
Silisyum oksitin karbonla indirgenmesi reaksiyon süreci nispeten karmaşık olup, reaksiyon sıcaklığı son ürünü doğrudan etkilemektedir.
Silisyum karbürün hazırlanma sürecinde, hammaddeler önce bir direnç fırınına yerleştirilir. Direnç fırını, merkezde bir grafit elektrot bulunan her iki uçta uç duvarlardan oluşur ve fırın çekirdeği iki elektrodu birbirine bağlar. Fırın çekirdeğinin çevresine, önce reaksiyona katılan hammaddeler yerleştirilir ve daha sonra ısı koruma için kullanılan malzemeler çevreye yerleştirilir. Eritme başladığında, direnç fırını enerjilendirilir ve sıcaklık 2.600 ila 2.700 santigrat dereceye yükselir. Elektriksel ısı enerjisi, fırın çekirdeğinin yüzeyinden yüke aktarılır ve kademeli olarak ısıtılmasına neden olur. Yükün sıcaklığı 1450 santigrat dereceyi aştığında, silisyum karbür ve karbon monoksit gazı üretmek için bir kimyasal reaksiyon meydana gelir. Eritme işlemi devam ettikçe, yükteki yüksek sıcaklıktaki alan kademeli olarak genişleyecek ve üretilen silisyum karbür miktarı da artacaktır. Silisyum karbür fırında sürekli olarak oluşur ve buharlaşma ve hareket yoluyla kristaller yavaş yavaş büyür ve sonunda silindirik kristaller halinde toplanır.
Kristalin iç duvarının bir kısmı 2.600 santigrat dereceyi aşan yüksek sıcaklık nedeniyle ayrışmaya başlar. Ayrışmayla üretilen silisyum elementi, yükteki karbon elementiyle yeniden birleşerek yeni silisyum karbür oluşturacaktır.
Silisyum karbürün (SiC) kimyasal reaksiyonu tamamlandığında ve fırın soğuduğunda, bir sonraki adım başlayabilir. İlk olarak, fırının duvarları sökülür ve ardından fırındaki hammaddeler seçilir ve katman katman derecelendirilir. Seçilen hammaddeler, istediğimiz granüler malzemeyi elde etmek için ezilir. Daha sonra, hammaddelerdeki safsızlıklar su yıkama veya asit ve alkali çözeltilerle temizleme, ayrıca manyetik ayırma ve diğer yöntemlerle giderilir. Temizlenen hammaddelerin kurutulması ve ardından tekrar elenmesi gerekir ve son olarak 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.
Belirli adımlar şu şekildedir:
(1) Hammaddeler
Yeşil silisyum karbür mikro tozu, daha iri yeşil silisyum karbürün ezilmesiyle üretilir. Silisyum karbürün kimyasal bileşimi %99'dan büyük olmalı ve serbest karbon ve demir oksit %0,2'den az olmalıdır.
(2)Kırık
Silisyum karbür kumunu ince toz haline getirmek için şu anda Çin'de iki yöntem kullanılıyor; biri aralıklı ıslak bilyalı değirmen kırma, diğeri ise hava akışlı toz değirmeni kullanılarak kırma.
(3)Manyetik ayırma
Silisyum karbür tozunu ince toz haline getirmek için hangi yöntem kullanılırsa kullanılsın, genellikle ıslak manyetik ayırma ve mekanik manyetik ayırma kullanılır. Bunun nedeni, ıslak manyetik ayırma sırasında toz olmaması, manyetik malzemelerin tamamen ayrılması, manyetik ayırmadan sonraki ürünün daha az demir içermesi ve manyetik malzemeler tarafından alınan silisyum karbür tozunun da daha az olmasıdır.
(4)Su ayırma
Su ayırma yönteminin temel prensibi, farklı çaplardaki silisyum karbür parçacıklarının su içerisinde farklı çökme hızlarından yararlanarak parçacık boyutu sınıflandırması yapmaktır.
(5) Ultrasonik tarama
Ultrasonik teknolojinin gelişmesiyle birlikte, temel olarak güçlü adsorpsiyon, kolay aglomerasyon, yüksek statik elektrik, yüksek incelik, yüksek yoğunluk ve hafif özgül ağırlık gibi eleme sorunlarını çözebilen mikro toz teknolojisinin ultrasonik taranmasında da yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.
(6)Kalite denetimi
Mikrotoz kalite denetimi kimyasal bileşim, parçacık boyutu bileşimi ve diğer öğeleri içerir. Denetim yöntemleri ve kalite standartları için lütfen “Silikon Karbür Teknik Koşulları”na bakın.
(7) Öğütme tozu üretimi
Mikro toz gruplandırılıp elendikten sonra, malzeme başlığı öğütme tozu hazırlamak için kullanılabilir. Öğütme tozu üretimi atığı azaltabilir ve ürün zincirini uzatabilir.
Yayınlanma zamanı: 13-Mayıs-2024