Tinh thể đơn SiC là vật liệu bán dẫn hợp chất nhóm IV-IV bao gồm hai nguyên tố Si và C theo tỷ lệ thành phần hóa học là 1:1. Độ cứng của nó chỉ đứng sau kim cương.
Phương pháp khử cacbon oxit silic để điều chế SiC chủ yếu dựa trên công thức phản ứng hóa học sau:
Quá trình phản ứng khử cacbon của oxit silic tương đối phức tạp, trong đó nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm cuối cùng.
Trong quá trình chế tạo silicon carbide, nguyên liệu thô đầu tiên được đưa vào lò điện trở. Lò điện trở bao gồm các bức tường cuối ở cả hai đầu, với một điện cực than chì ở giữa và lõi lò kết nối hai điện cực. Ở ngoại vi của lõi lò, nguyên liệu thô tham gia phản ứng được đặt trước, sau đó các vật liệu được sử dụng để giữ nhiệt được đặt ở ngoại vi. Khi bắt đầu nấu chảy, lò điện trở được cấp điện và nhiệt độ tăng lên 2.600 đến 2.700 độ C. Năng lượng nhiệt điện được truyền đến điện tích thông qua bề mặt lõi lò, khiến nó được làm nóng dần. Khi nhiệt độ của điện tích vượt quá 1450 độ C, phản ứng hóa học xảy ra để tạo ra silicon carbide và khí carbon monoxide. Khi quá trình nấu chảy tiếp tục, vùng nhiệt độ cao trong điện tích sẽ dần mở rộng và lượng silicon carbide tạo ra cũng sẽ tăng lên. Silicon carbide liên tục được hình thành trong lò và thông qua quá trình bay hơi và chuyển động, các tinh thể dần phát triển và cuối cùng tập hợp thành các tinh thể hình trụ.
Một phần thành trong của tinh thể bắt đầu phân hủy do nhiệt độ cao vượt quá 2.600 độ C. Nguyên tố silic được tạo ra do quá trình phân hủy sẽ kết hợp lại với nguyên tố cacbon trong điện tích để tạo thành silic cacbua mới.
Khi phản ứng hóa học của silicon carbide (SiC) hoàn tất và lò đã nguội, bước tiếp theo có thể bắt đầu. Đầu tiên, các bức tường của lò được tháo dỡ, sau đó các nguyên liệu thô trong lò được chọn và phân loại theo từng lớp. Các nguyên liệu thô đã chọn được nghiền nát để thu được vật liệu dạng hạt mà chúng ta muốn. Tiếp theo, các tạp chất trong nguyên liệu thô được loại bỏ thông qua rửa nước hoặc làm sạch bằng dung dịch axit và kiềm, cũng như tách từ tính và các phương pháp khác. Các nguyên liệu thô đã làm sạch cần được sấy khô và sau đó sàng lọc lại, và cuối cùng có thể thu được bột silicon carbide nguyên chất. Nếu cần thiết, các loại bột này có thể được xử lý thêm theo mục đích sử dụng thực tế, chẳng hạn như định hình hoặc nghiền mịn, để tạo ra bột silicon carbide mịn hơn.
Các bước cụ thể như sau:
(1) Nguyên liệu thô
Bột silic cacbua xanh được sản xuất bằng cách nghiền silic cacbua xanh thô hơn. Thành phần hóa học của silic cacbua phải lớn hơn 99% và cacbon tự do và oxit sắt phải nhỏ hơn 0,2%.
(2)Bị hỏng
Để nghiền cát silic cacbua thành bột mịn, hiện nay Trung Quốc đang sử dụng hai phương pháp, một là nghiền bằng máy nghiền bi ướt gián đoạn và phương pháp còn lại là nghiền bằng máy nghiền bột luồng khí.
(3) Tách từ
Bất kể sử dụng phương pháp nào để nghiền bột silic cacbua thành bột mịn, thường sử dụng phương pháp tách từ ướt và tách từ cơ học. Điều này là do không có bụi trong quá trình tách từ ướt, vật liệu từ được tách hoàn toàn, sản phẩm sau khi tách từ chứa ít sắt hơn và bột silic cacbua bị vật liệu từ lấy đi cũng ít hơn.
(4)Tách nước
Nguyên lý cơ bản của phương pháp tách nước là sử dụng tốc độ lắng khác nhau của các hạt silicon carbide có đường kính khác nhau trong nước để thực hiện phân loại theo kích thước hạt.
(5) Kiểm tra siêu âm
Với sự phát triển của công nghệ siêu âm, nó cũng đã được sử dụng rộng rãi trong sàng lọc siêu âm công nghệ bột vi mô, về cơ bản có thể giải quyết các vấn đề sàng lọc như hấp phụ mạnh, dễ kết tụ, tĩnh điện cao, độ mịn cao, mật độ cao và trọng lượng riêng nhẹ.
(6)Kiểm tra chất lượng
Kiểm tra chất lượng bột vi mô bao gồm thành phần hóa học, thành phần kích thước hạt và các mục khác. Đối với phương pháp kiểm tra và tiêu chuẩn chất lượng, vui lòng tham khảo “Điều kiện kỹ thuật của Silicon Carbide”.
(7) Sản xuất bụi nghiền
Sau khi bột vi mô được nhóm lại và sàng lọc, đầu vật liệu có thể được sử dụng để chuẩn bị bột nghiền. Việc sản xuất bột nghiền có thể giảm thiểu chất thải và mở rộng chuỗi sản phẩm.
Thời gian đăng: 13-05-2024