Das industrielle Herstellungsverfahren für reaktionsgesintertes Siliciumcarbid besteht darin, hochwertigen Quarzsand und kalzinierten Petrolkoks in einem elektrisch beheizten Ofen zu gewinnen. Die raffinierten Siliciumcarbidblöcke werden durch Zerkleinern, Waschen mit starken Säuren und Laugen, Magnetscheidung und Sieben oder Wasserabtrennung zu Produkten mit unterschiedlichen Korngrößenverteilungen verarbeitet.
Siliciumcarbid gibt es in zwei Haupttypen: schwarzem und grünem Siliciumcarbid, die beide zur α-SiC-Gruppe gehören. ① Schwarzes Siliciumcarbid enthält etwa 95 % SiC und ist duktiler als grünes Siliciumcarbid. Es wird hauptsächlich zur Herstellung und Verarbeitung von Rohstoffen mit geringer Zugfestigkeit verwendet, wie z. B. Verbundglas, Porzellan, Stein, Feuerfestmaterialien, Roheisen und Edelmetalle. ② Grünes Siliciumcarbid enthält über 97 % SiC, ist selbstschärfend und wird hauptsächlich zur Herstellung und Verarbeitung von Hartmetallwerkzeugen, Titan und optischen Linsen eingesetzt. Es findet außerdem Verwendung beim Honen von Zylinderlaufbuchsen und Polieren von Schnellarbeitsstahlwerkzeugen. Darüber hinaus gibt es Kubikmeter Siliziumkarbid, ein hellgrünes Kristall, das in einem neuen Verfahren hergestellt wird und zur Herstellung einer Form dient, die für die Superfinish-Bearbeitung von Lagern geeignet ist und mit der die Oberflächenrauheit von Ra32 ~ 0,16μm auf Ra0,04 ~ 0,02μm reduziert werden kann.
Hauptanwendungen des Reaktionssinterns von Siliciumcarbid
(1) Als verschleißfestes Material kann es als Form verwendet werden, beispielsweise für Sandräder, Wetzsteine, Schleifscheiben, Sandfliesen usw.
(2) Siliciumcarbid wird in der metallurgischen Industrie als Desoxidationsmittel und korrosionsbeständiges Material eingesetzt. Es findet hauptsächlich in vier Bereichen Anwendung: Funktionskeramik, hochentwickelte Feuerfestmaterialien, verschleißfeste Werkstoffe und Schmelzrohstoffe. Siliciumcarbid-Rohmaterial ist derzeit auf vielfältige Weise verfügbar und gilt nicht als Hightech-Produkt. Die Anwendung von nanoskaligem Siliciumcarbidpulver mit hohem wissenschaftlichem und technologischem Anspruch führt kurzfristig voraussichtlich nicht zu Ablagerungen.
(3) hochreiner Einkristall, geeignet für die Herstellung von Halbleitermaterialien, die Herstellung von Siliciumcarbid-Chemiefasern.
Anwendungsbereich: Für die Herstellung von Photovoltaikzellen (3–12 Fuß), Photovoltaikzellen, Kaliumarsenid, Quarzresonatoren und anderen Bauteilen. Rohstoffverarbeitung für die Wertschöpfungskette von Solar-, Halbleiter- und piezoelektrischen Kristallindustrieprojekten.
Reaktives Sintern von Siliciumcarbid – Bildungsgründe
Unter extrem hohem Druck und hohen Temperaturen im Erdkern wird Jade mit Lava an die Oberfläche gespritzt. Beispiele hierfür sind Thailand, Australien, die chinesische Provinz Shandong und die USA. Stahljade entsteht durch Kontaktmetamorphose, etwa in Myanmar, Kaschmir und der chinesischen Provinz Anhui. Rubine stammen weltweit hauptsächlich aus Seifenlagerstätten. Die Gewinnung von Siliciumcarbid erfolgt durch Erosion, Aggregation und anschließende Reaktion mit reinem natürlichem Siliciumerz, Kohlenstoff, Holzschlacke und Industriesalz als Rohstoffen. Die Herstellung erfolgt in einem elektrischen Ofen durch Erhitzen und Reflektieren. Die Zugabe von Holzschlacke bewirkt, dass bei hohen Temperaturen eine poröse Struktur entsteht, die die Freisetzung von Dämpfen und flüchtigen Bestandteilen erleichtert und so Explosionen verhindert. Bei der Herstellung von einer Tonne Siliciumcarbid können etwa 1,4 Tonnen Kohlenmonoxid (CO) entstehen. Industrielles Salz (NaCl) dient der Entfernung von Aluminiumoxid, Verbindungen und anderen Rückständen im Material.
Veröffentlichungsdatum: 19. Juni 2023