Mae grisial sengl SiC yn ddeunydd lled-ddargludyddion cyfansawdd Grŵp IV-IV sy'n cynnwys dau elfen, Si a C, mewn cymhareb stoichiometreg o 1:1. Mae ei galedwch yn ail yn unig i ddiamwnt.
Mae'r dull lleihau carbon o ocsid silicon i baratoi SiC yn seiliedig yn bennaf ar y fformiwla adwaith cemegol ganlynol:
Mae proses adwaith lleihau carbon ocsid silicon yn gymharol gymhleth, lle mae tymheredd yr adwaith yn effeithio'n uniongyrchol ar y cynnyrch terfynol.
Yn y broses o baratoi silicon carbid, rhoddir y deunyddiau crai mewn ffwrnais gwrthiant yn gyntaf. Mae'r ffwrnais gwrthiant yn cynnwys waliau pen ar y ddau ben, gydag electrod graffit yn y canol, ac mae craidd y ffwrnais yn cysylltu'r ddau electrod. Ar gyrion craidd y ffwrnais, rhoddir y deunyddiau crai sy'n cymryd rhan yn yr adwaith yn gyntaf, ac yna rhoddir y deunyddiau a ddefnyddir ar gyfer cadw gwres ar yr ymyl. Pan fydd y toddi yn dechrau, caiff y ffwrnais gwrthiant ei hegnio ac mae'r tymheredd yn codi i 2,600 i 2,700 gradd Celsius. Trosglwyddir ynni gwres trydan i'r gwefr trwy wyneb craidd y ffwrnais, gan achosi iddo gael ei gynhesu'n raddol. Pan fydd tymheredd y gwefr yn fwy na 1450 gradd Celsius, mae adwaith cemegol yn digwydd i gynhyrchu silicon carbid a nwy carbon monocsid. Wrth i'r broses doddi barhau, bydd yr ardal tymheredd uchel yn y gwefr yn ehangu'n raddol, a bydd faint o silicon carbid a gynhyrchir hefyd yn cynyddu. Mae silicon carbid yn cael ei ffurfio'n barhaus yn y ffwrnais, a thrwy anweddiad a symudiad, mae'r crisialau'n tyfu'n raddol ac yn y pen draw yn casglu i grisialau silindrog.
Mae rhan o wal fewnol y grisial yn dechrau dadelfennu oherwydd y tymheredd uchel sy'n fwy na 2,600 gradd Celsius. Bydd yr elfen silicon a gynhyrchir trwy ddadelfennu yn ailgyfuno â'r elfen garbon yn y gwefr i ffurfio carbid silicon newydd.
Pan fydd adwaith cemegol carbid silicon (SiC) wedi'i gwblhau a'r ffwrnais wedi oeri, gellir dechrau'r cam nesaf. Yn gyntaf, caiff waliau'r ffwrnais eu datgymalu, ac yna caiff y deunyddiau crai yn y ffwrnais eu dewis a'u graddio haen wrth haen. Caiff y deunyddiau crai a ddewisir eu malu i gael y deunydd gronynnog yr ydym ei eisiau. Nesaf, caiff amhureddau yn y deunyddiau crai eu tynnu trwy olchi mewn dŵr neu lanhau gyda thoddiannau asid ac alcali, yn ogystal â gwahanu magnetig a dulliau eraill. Mae angen sychu'r deunyddiau crai wedi'u glanhau ac yna eu sgrinio eto, ac yn olaf gellir cael powdr carbid silicon pur. Os oes angen, gellir prosesu'r powdrau hyn ymhellach yn ôl y defnydd gwirioneddol, fel siapio neu falu'n fân, i gynhyrchu powdr carbid silicon mân.
Mae'r camau penodol fel a ganlyn:
(1) Deunyddiau crai
Cynhyrchir powdr micro silicon carbid gwyrdd trwy falu silicon carbid gwyrdd mwy bras. Dylai cyfansoddiad cemegol silicon carbid fod yn fwy na 99%, a dylai carbon rhydd ac ocsid haearn fod yn llai na 0.2%.
(2) Wedi torri
I falu tywod silicon carbid yn bowdr mân, defnyddir dau ddull ar hyn o bryd yn Tsieina, un yw malu melin bêl wlyb ysbeidiol, a'r llall yw malu gan ddefnyddio melin bowdr llif aer.
(3) Gwahanu magnetig
Ni waeth pa ddull a ddefnyddir i falu powdr silicon carbid yn bowdr mân, gwahanu magnetig gwlyb a gwahanu magnetig mecanyddol fel arfer a ddefnyddir. Mae hyn oherwydd nad oes llwch yn ystod gwahanu magnetig gwlyb, mae'r deunyddiau magnetig wedi'u gwahanu'n llwyr, mae'r cynnyrch ar ôl gwahanu magnetig yn cynnwys llai o haearn, ac mae llai o bowdr silicon carbid a gymerir i ffwrdd gan y deunyddiau magnetig hefyd.
(4) Gwahanu dŵr
Egwyddor sylfaenol y dull gwahanu dŵr yw defnyddio gwahanol gyflymderau setlo gronynnau silicon carbid o wahanol ddiamedrau mewn dŵr i ddidoli maint gronynnau.
(5) Sgrinio uwchsonig
Gyda datblygiad technoleg uwchsonig, mae hefyd wedi cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn sgrinio uwchsonig o dechnoleg micro-bowdr, a all ddatrys problemau sgrinio fel amsugno cryf, crynhoi hawdd, trydan statig uchel, mânder uchel, dwysedd uchel, a disgyrchiant penodol ysgafn.
(6) Arolygiad ansawdd
Mae arolygu ansawdd micropowdr yn cynnwys cyfansoddiad cemegol, cyfansoddiad maint gronynnau ac eitemau eraill. Am ddulliau arolygu a safonau ansawdd, cyfeiriwch at “Amodau Technegol Silicon Carbid”.
(7) Cynhyrchu llwch malu
Ar ôl i'r powdr micro gael ei grwpio a'i sgrinio, gellir defnyddio pen y deunydd i baratoi powdr malu. Gall cynhyrchu powdr malu leihau gwastraff ac ymestyn y gadwyn gynnyrch.
Amser postio: Mai-13-2024