El monocristall de SiC és un material semiconductor compost del Grup IV-IV compost per dos elements, Si i C, en una proporció estequiomètrica d'1:1. La seva duresa només és superada pel diamant.
El mètode de reducció de carboni d'òxid de silici per preparar SiC es basa principalment en la següent fórmula de reacció química:
El procés de reacció de reducció de carboni de l'òxid de silici és relativament complex, en què la temperatura de reacció afecta directament el producte final.
En el procés de preparació del carbur de silici, les matèries primeres es col·loquen primer en un forn de resistència. El forn de resistència consta de parets extremes als dos extrems, amb un elèctrode de grafit al centre, i el nucli del forn connecta els dos elèctrodes. A la perifèria del nucli del forn, primer es col·loquen les matèries primeres que participen en la reacció i, a continuació, els materials utilitzats per a la conservació de la calor es col·loquen a la perifèria. Quan comença la fusió, el forn de resistència s'energitza i la temperatura puja a 2.600 a 2.700 graus Celsius. L'energia calorífica elèctrica es transfereix a la càrrega a través de la superfície del nucli del forn, fent que s'escalfi gradualment. Quan la temperatura de la càrrega supera els 1450 graus Celsius, es produeix una reacció química per generar carbur de silici i gas monòxid de carboni. A mesura que continua el procés de fusió, la zona d'alta temperatura de la càrrega s'expandirà gradualment i la quantitat de carbur de silici generada també augmentarà. El carbur de silici es forma contínuament al forn i, a través de l'evaporació i el moviment, els cristalls creixen gradualment i finalment s'agrupen en cristalls cilíndrics.
Part de la paret interior del cristall comença a descompondre's a causa de l'alta temperatura que supera els 2.600 graus Celsius. L'element de silici produït per la descomposició es recombinarà amb l'element de carboni de la càrrega per formar nou carbur de silici.
Quan la reacció química del carbur de silici (SiC) s'ha completat i el forn s'ha refredat, es pot començar amb el següent pas. Primer, es desmunten les parets del forn i després es seleccionen i classifiquen les matèries primeres del forn capa per capa. Les matèries primeres seleccionades es trituren per obtenir el material granular que volem. A continuació, les impureses de les matèries primeres s'eliminen mitjançant un rentat amb aigua o una neteja amb solucions àcides i alcalines, així com separació magnètica i altres mètodes. Les matèries primeres netejades s'han d'assecar i després tornar a tamisar, i finalment es pot obtenir pols de carbur de silici pur. Si cal, aquestes pols es poden processar posteriorment segons l'ús real, com ara la conformació o la mòlta fina, per produir pols de carbur de silici més fina.
Els passos específics són els següents:
(1) Matèries primeres
La micropols de carbur de silici verd es produeix triturant carbur de silici verd més gruixut. La composició química del carbur de silici ha de ser superior al 99%, i el carboni lliure i l'òxid de ferro han de ser inferiors al 0,2%.
(2) Trencat
Per triturar sorra de carbur de silici fins a pols fina, actualment s'utilitzen dos mètodes a la Xina, un és la trituració intermitent del molí de boles humides i l'altre és la trituració mitjançant un molí de pols amb flux d'aire.
(3) Separació magnètica
Independentment del mètode que s'utilitzi per triturar la pols de carbur de silici fins a convertir-la en pols fina, normalment s'utilitzen la separació magnètica humida i la separació magnètica mecànica. Això es deu al fet que no hi ha pols durant la separació magnètica humida, els materials magnètics se separen completament, el producte després de la separació magnètica conté menys ferro i la pols de carbur de silici que els materials magnètics absorbeixen també és menor.
(4) Separació d'aigua
El principi bàsic del mètode de separació d'aigua és utilitzar les diferents velocitats de decantació de partícules de carbur de silici de diferents diàmetres en aigua per realitzar la classificació per mida de partícula.
(5) Cribratge ultrasònic
Amb el desenvolupament de la tecnologia ultrasònica, també s'ha utilitzat àmpliament en el cribratge ultrasònic de la tecnologia de micropols, que bàsicament pot resoldre problemes de cribratge com ara una forta adsorció, una fàcil aglomeració, una alta electricitat estàtica, una alta finesa, una alta densitat i una gravetat específica lleugera.
(6) Inspecció de qualitat
La inspecció de la qualitat de la micropols inclou la composició química, la composició de la mida de les partícules i altres elements. Per als mètodes d'inspecció i els estàndards de qualitat, consulteu les "Condicions tècniques del carbur de silici".
(7) Producció de pols de mòlta
Després que la micropols s'hagi agrupat i tamisat, el capçal del material es pot utilitzar per preparar pols de mòlta. La producció de pols de mòlta pot reduir els residus i ampliar la cadena de productes.
Data de publicació: 13 de maig de 2024