Le monocristal SiC est un matériau semi-conducteur composé du groupe IV-IV composé de deux éléments, Si et C, dans un rapport stoechiométrique de 1:1. Sa dureté est juste derrière le diamant.
La méthode de réduction du carbone de l'oxyde de silicium pour préparer du SiC est principalement basée sur la formule de réaction chimique suivante :
Le processus réactionnel de réduction du carbone de l'oxyde de silicium est relativement complexe, dans lequel la température de réaction affecte directement le produit final.
Dans le processus de préparation du carbure de silicium, les matières premières sont d’abord placées dans un four à résistance. Le four à résistance se compose de parois d'extrémité aux deux extrémités, avec une électrode en graphite au centre, et le noyau du four relie les deux électrodes. A la périphérie du noyau du four, sont d'abord placées les matières premières participant à la réaction, puis les matériaux utilisés pour la conservation de la chaleur sont placés en périphérie. Lorsque la fusion commence, le four à résistance est mis sous tension et la température monte entre 2 600 et 2 700 degrés Celsius. L'énergie thermique électrique est transférée à la charge à travers la surface du noyau du four, provoquant son réchauffement progressif. Lorsque la température de la charge dépasse 1 450 degrés Celsius, une réaction chimique se produit pour générer du carbure de silicium et du monoxyde de carbone. Au fur et à mesure que le processus de fusion se poursuit, la zone à haute température dans la charge s'étendra progressivement et la quantité de carbure de silicium générée augmentera également. Le carbure de silicium se forme continuellement dans le four et, par évaporation et mouvement, les cristaux se développent progressivement et finissent par se rassembler en cristaux cylindriques.
Une partie de la paroi interne du cristal commence à se décomposer en raison de la température élevée dépassant 2 600 degrés Celsius. L'élément de silicium produit par décomposition se recombinera avec l'élément de carbone dans la charge pour former un nouveau carbure de silicium.
Une fois la réaction chimique du carbure de silicium (SiC) terminée et le four refroidi, l’étape suivante peut commencer. Tout d'abord, les parois du four sont démontées, puis les matières premières contenues dans le four sont sélectionnées et classées couche par couche. Les matières premières sélectionnées sont broyées pour obtenir le matériau granulaire souhaité. Ensuite, les impuretés contenues dans les matières premières sont éliminées par lavage à l'eau ou par nettoyage avec des solutions acides et alcalines, ainsi que par séparation magnétique et d'autres méthodes. Les matières premières nettoyées doivent être séchées puis tamisées à nouveau, et enfin de la poudre de carbure de silicium pure peut être obtenue. Si nécessaire, ces poudres peuvent être traitées ultérieurement en fonction de l'utilisation réelle, comme le façonnage ou le broyage fin, pour produire une poudre de carbure de silicium plus fine.
Les étapes spécifiques sont les suivantes :
(1) Matières premières
La micropoudre de carbure de silicium vert est produite en broyant du carbure de silicium vert plus grossier. La composition chimique du carbure de silicium doit être supérieure à 99 % et celle du carbone libre et de l'oxyde de fer doit être inférieure à 0,2 %.
(2)Cassé
Pour broyer le sable de carbure de silicium en poudre fine, deux méthodes sont actuellement utilisées en Chine : l'une est le broyage intermittent à boulets humides et l'autre le broyage à l'aide d'un broyeur à poudre à flux d'air.
(3) Séparation magnétique
Quelle que soit la méthode utilisée pour broyer la poudre de carbure de silicium en poudre fine, la séparation magnétique humide et la séparation magnétique mécanique sont généralement utilisées. En effet, il n'y a pas de poussière lors de la séparation magnétique humide, les matériaux magnétiques sont complètement séparés, le produit après séparation magnétique contient moins de fer et la poudre de carbure de silicium éliminée par les matériaux magnétiques est également moindre.
(4) Séparation de l'eau
Le principe de base de la méthode de séparation de l’eau est d’utiliser les différentes vitesses de sédimentation des particules de carbure de silicium de différents diamètres dans l’eau pour effectuer un tri granulométrique.
(5) Dépistage par ultrasons
Avec le développement de la technologie ultrasonique, il a également été largement utilisé dans le criblage ultrasonique de la technologie des micro-poudres, qui peut essentiellement résoudre des problèmes de criblage tels qu'une forte adsorption, une agglomération facile, une électricité statique élevée, une finesse élevée, une densité élevée et une densité légère. .
(6) contrôle qualité
L’inspection de la qualité des micropoudres comprend la composition chimique, la composition granulométrique et d’autres éléments. Pour les méthodes d’inspection et les normes de qualité, veuillez vous référer aux « Conditions techniques du carbure de silicium ».
(7) Production de poussière de meulage
Une fois la micro-poudre regroupée et tamisée, la tête de matériau peut être utilisée pour préparer la poudre de broyage. La production de poudre à broyer peut réduire les déchets et étendre la chaîne de produits.
Heure de publication : 13 mai 2024