تک کریستال SiC یک ماده نیمه هادی ترکیبی گروه IV-IV است که از دو عنصر Si و C در نسبت استوکیومتری 1:1 تشکیل شده است. سختی آن پس از الماس در رتبه دوم قرار دارد.
روش احیای کربن اکسید سیلیکون برای تهیه SiC عمدتاً بر اساس فرمول واکنش شیمیایی زیر است:
فرآیند واکنش احیای کربن اکسید سیلیکون نسبتاً پیچیده است که در آن دمای واکنش مستقیماً بر محصول نهایی تأثیر می گذارد.
در فرآیند تهیه کاربید سیلیکون ابتدا مواد اولیه در کوره مقاومتی قرار می گیرند. کوره مقاومتی از دیواره های انتهایی در دو انتها تشکیل شده است که یک الکترود گرافیتی در مرکز آن قرار دارد و هسته کوره دو الکترود را به هم متصل می کند. در حاشیه هسته کوره ابتدا مواد اولیه شرکت کننده در واکنش قرار می گیرند و سپس مواد مورد استفاده برای حفظ حرارت در حاشیه قرار می گیرند. هنگامی که ذوب شروع می شود، کوره مقاومتی روشن می شود و دما به 2600 تا 2700 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. انرژی حرارتی الکتریکی از طریق سطح هسته کوره به شارژ منتقل می شود و باعث گرم شدن تدریجی آن می شود. هنگامی که دمای بار از 1450 درجه سانتیگراد بیشتر می شود، یک واکنش شیمیایی برای تولید کاربید سیلیکون و گاز مونوکسید کربن رخ می دهد. با ادامه فرآیند ذوب، منطقه با دمای بالا در شارژ به تدریج گسترش می یابد و مقدار کاربید سیلیکون تولید شده نیز افزایش می یابد. کاربید سیلیکون به طور مداوم در کوره تشکیل می شود و از طریق تبخیر و حرکت، کریستال ها به تدریج رشد می کنند و در نهایت به کریستال های استوانه ای جمع می شوند.
بخشی از دیواره داخلی کریستال به دلیل دمای بالای بیش از 2600 درجه سانتیگراد شروع به تجزیه می کند. عنصر سیلیکونی که در اثر تجزیه تولید می‌شود، با عنصر کربن موجود در بار ترکیب می‌شود و کاربید سیلیکون جدید تشکیل می‌دهد.
هنگامی که واکنش شیمیایی کاربید سیلیکون (SiC) کامل شد و کوره خنک شد، مرحله بعدی می تواند شروع شود. ابتدا جداره های کوره برچیده شده و سپس مواد اولیه موجود در کوره لایه به لایه انتخاب و درجه بندی می شوند. مواد اولیه انتخاب شده خرد می شوند تا مواد دانه ای مورد نظر ما بدست آید. سپس ناخالصی های موجود در مواد اولیه از طریق شستشو با آب یا تمیز کردن با محلول های اسیدی و قلیایی و همچنین جداسازی مغناطیسی و روش های دیگر حذف می شوند. مواد اولیه تمیز شده باید خشک شوند و سپس دوباره غربال شوند و در نهایت پودر سیلیکون کاربید خالص به دست آید. در صورت لزوم، این پودرها را می توان با توجه به استفاده واقعی، مانند شکل دادن یا آسیاب کردن، برای تولید پودر کاربید سیلیکون ریزتر پردازش کرد.
مراحل مشخص به شرح زیر است:
(1) مواد خام
میکرو پودر کاربید سیلیکون سبز از خرد کردن کاربید سیلیکون سبز درشت تر تولید می شود. ترکیب شیمیایی کاربید سیلیکون باید بیشتر از 99٪ باشد و کربن آزاد و اکسید آهن باید کمتر از 0.2٪ باشد.
(2) شکسته
برای خرد کردن ماسه کاربید سیلیکون به پودر ریز، در حال حاضر در چین از دو روش استفاده می شود، یکی خرد کردن متناوب آسیاب گلوله ای مرطوب و دیگری خرد کردن با استفاده از آسیاب پودر جریان هوا.
(3) جداسازی مغناطیسی
مهم نیست که از چه روشی برای خرد کردن پودر کاربید سیلیکون به پودر ریز استفاده می شود، معمولاً از جداسازی مغناطیسی مرطوب و جداسازی مغناطیسی مکانیکی استفاده می شود. زیرا در حین جداسازی مغناطیسی مرطوب گرد و غبار وجود ندارد، مواد مغناطیسی کاملاً از هم جدا می شوند، محصول پس از جداسازی مغناطیسی حاوی آهن کمتری است و پودر کاربید سیلیکون که توسط مواد مغناطیسی از بین می رود نیز کمتر است.
(4) جداسازی آب
اصل اساسی روش جداسازی آب استفاده از سرعت های مختلف ته نشینی ذرات کاربید سیلیکون با قطرهای مختلف در آب برای انجام مرتب سازی اندازه ذرات است.
(5) غربالگری اولتراسونیک
با توسعه فناوری اولتراسونیک، همچنین به طور گسترده در غربالگری اولتراسونیک فناوری میکرو پودر استفاده شده است که اساساً می تواند مشکلات غربالگری مانند جذب قوی، تجمع آسان، الکتریسیته ساکن بالا، ظرافت بالا، چگالی بالا و وزن مخصوص نور را حل کند. .
(6) بازرسی کیفیت
بازرسی کیفیت میکروپودر شامل ترکیب شیمیایی، ترکیب اندازه ذرات و موارد دیگر است. برای روش‌های بازرسی و استانداردهای کیفیت، لطفاً به "شرایط فنی کاربید سیلیکون" مراجعه کنید.
(7) تولید گرد و غبار آسیاب
پس از اینکه میکرو پودر گروه بندی و غربال شد، می توان از سر مواد برای تهیه پودر آسیاب استفاده کرد. تولید پودر آسیاب می تواند ضایعات را کاهش دهد و زنجیره محصول را گسترش دهد.
زمان ارسال: مه-13-2024