Монокристал SiC — це напівпровідниковий матеріал IV-IV групи, що складається з двох елементів, Si та C, у стехіометричному співвідношенні 1:1. Його твердість поступається лише алмазу.
Метод відновлення вуглецю оксидом кремнію для отримання SiC в основному базується на наступній формулі хімічної реакції:
Процес реакції відновлення вуглецю оксиду кремнію є відносно складним, і температура реакції безпосередньо впливає на кінцевий продукт.
У процесі приготування карбіду кремнію сировину спочатку поміщають у піч опору. Піч опору складається з торцевих стінок з обох кінців, з графітовим електродом у центрі, а сердечник печі з'єднує два електроди. На периферії сердечника печі спочатку розміщують сировину, що бере участь у реакції, а потім матеріали, що використовуються для збереження тепла, розміщують на периферії. Коли починається плавка, піч опору включається, і температура підвищується до 2600-2700 градусів Цельсія. Електрична теплова енергія передається шихті через поверхню сердечника печі, що призводить до її поступового нагрівання. Коли температура шихти перевищує 1450 градусів Цельсія, відбувається хімічна реакція з утворенням карбіду кремнію та чадного газу. У міру продовження процесу плавки високотемпературна область в шихті поступово розширюється, а кількість утвореного карбіду кремнію також збільшується. Карбід кремнію безперервно утворюється в печі, і внаслідок випаровування та руху кристали поступово ростуть і зрештою збираються в циліндричні кристали.
Частина внутрішньої стінки кристала починає розкладатися через високу температуру, що перевищує 2600 градусів Цельсія. Кремній, що утворюється в результаті розкладання, рекомбінує з вуглецевим елементом у шихті, утворюючи новий карбід кремнію.
Коли хімічна реакція карбіду кремнію (SiC) завершена і піч охолоне, можна розпочати наступний крок. Спочатку стінки печі демонтуються, а потім сировину в печі відбирають і сортують шар за шаром. Відібрану сировину подрібнюють для отримання потрібного гранульованого матеріалу. Далі домішки в сировині видаляють за допомогою промивання водою або очищення розчинами кислот і лугів, а також магнітної сепарації та інших методів. Очищену сировину потрібно висушити, а потім знову просіяти, і, нарешті, можна отримати чистий порошок карбіду кремнію. За необхідності ці порошки можна додатково обробляти відповідно до фактичного використання, наприклад, формувати або тонко подрібнювати, для отримання більш дрібного порошку карбіду кремнію.
Конкретні кроки такі:
(1) Сировина
Мікропорошок зеленого карбіду кремнію отримують шляхом подрібнення більш грубого зеленого карбіду кремнію. Хімічний склад карбіду кремнію повинен бути більше 99%, а вміст вільного вуглецю та оксиду заліза повинен бути менше 0,2%.
(2) Зламаний
Для подрібнення піску карбіду кремнію в дрібний порошок у Китаї зараз використовуються два методи: один - це періодичне дроблення в кульовому млині з мокрим мокрим мокрим млином, а інший - дроблення за допомогою порошкового млина з повітряним потоком.
(3) Магнітна сепарація
Незалежно від того, який метод використовується для подрібнення порошку карбіду кремнію на дрібний порошок, зазвичай використовуються мокре магнітне розділення та механічне магнітне розділення. Це пояснюється тим, що під час мокрого магнітного розділення не утворюється пил, магнітні матеріали повністю розділяються, продукт після магнітного розділення містить менше заліза, а також менше порошку карбіду кремнію, що виноситься магнітними матеріалами.
(4)Відділення води
Основний принцип методу розділення води полягає у використанні різних швидкостей осідання частинок карбіду кремнію різного діаметра у воді для сортування частинок за розміром.
(5) Ультразвуковий скринінг
З розвитком ультразвукової технології вона також широко використовується в ультразвуковому скринінгу мікропорошкової технології, яка може в основному вирішити такі проблеми скринінгу, як сильна адсорбція, легка агломерація, висока статична електрика, висока тонкість, висока щільність та невелика питома вага.
(6) Перевірка якості
Контроль якості мікропорошків включає хімічний склад, розмір частинок та інші показники. Щодо методів контролю та стандартів якості, будь ласка, зверніться до «Технічних умов на карбід кремнію».
(7) Утворення шліфувального пилу
Після того, як мікропорошок згруповано та просіяно, матеріал головки можна використовувати для приготування шліфувального порошку. Виробництво шліфувального порошку може зменшити кількість відходів та розширити виробничий ланцюг.
Час публікації: 13 травня 2024 р.