A SiC egykristály egy IV-IV. csoportú félvezető vegyület, amely két elemből, Si-ből és C-ből áll, 1:1 sztöchiometrikus arányban. Keménysége a gyémánt után a második helyen áll.
A szilícium-oxid szénredukciós módszere a SiC előállítására főként a következő kémiai reakcióképleten alapul:
A szilícium-oxid szénredukciójának reakciófolyamata viszonylag összetett, amelyben a reakcióhőmérséklet közvetlenül befolyásolja a végterméket.
A szilícium-karbid előállítási folyamata során a nyersanyagokat először egy ellenálláskemencébe helyezik. Az ellenálláskemence mindkét végén egy grafitelektródával ellátott végfalakból áll, a kemencemag pedig a két elektródát köti össze. A kemencemag kerületére először a reakcióban részt vevő nyersanyagokat helyezik el, majd a hőmegőrzéshez használt anyagokat. Az olvasztás megkezdésekor az ellenálláskemence gerjesztődik, és a hőmérséklete 2600-2700 Celsius-fokra emelkedik. Az elektromos hőenergia a kemencemag felületén keresztül átjut a töltésre, ami fokozatosan felmelegíti azt. Amikor a töltés hőmérséklete meghaladja az 1450 Celsius-fokot, kémiai reakció játszódik le, amelynek során szilícium-karbid és szén-monoxid gáz keletkezik. Az olvasztási folyamat folytatódásával a töltésben lévő magas hőmérsékletű terület fokozatosan kitágul, és a keletkező szilícium-karbid mennyisége is növekszik. A szilícium-karbid folyamatosan képződik a kemencében, és a párolgás és a mozgás révén a kristályok fokozatosan növekednek, és végül hengeres kristályokká gyűlnek össze.
A kristály belső falának egy része a 2600 Celsius-fokot meghaladó magas hőmérséklet miatt bomlani kezd. A bomlás során keletkező szilícium elem újra egyesül a töltetben lévő szén elemmel, új szilícium-karbidot képezve.
Amikor a szilícium-karbid (SiC) kémiai reakciója befejeződött és a kemence lehűlt, megkezdődhet a következő lépés. Először a kemence falait szétszerelik, majd a kemencében lévő nyersanyagokat rétegenként válogatják és osztályozzák. A kiválasztott nyersanyagokat összezúzzák, hogy megkapják a kívánt szemcsés anyagot. Ezután a nyersanyagokban lévő szennyeződéseket vizes mosással vagy savas és lúgos oldatokkal történő tisztítással, valamint mágneses elválasztással és egyéb módszerekkel távolítják el. A tisztított nyersanyagokat meg kell szárítani, majd újra szitálni kell, és végül tiszta szilícium-karbid port lehet nyerni. Szükség esetén ezeket a porokat a tényleges felhasználásnak megfelelően tovább lehet feldolgozni, például formázásnak vagy finomőrlésnek, hogy finomabb szilícium-karbid port kapjanak.
A konkrét lépések a következők:
(1) Nyersanyagok
A zöld szilícium-karbid mikroport durvább zöld szilícium-karbid aprításával állítják elő. A szilícium-karbid kémiai összetételének 99%-nál nagyobbnak kell lennie, a szabad szén- és vas-oxid-tartalomnak pedig 0,2%-nál kevesebbnek kell lennie.
(2) Törött
A szilícium-karbid homok finom porrá zúzásához jelenleg két módszert alkalmaznak Kínában, az egyik a szakaszos nedves golyósmalom-zúzás, a másik pedig a légáramlásos porőrlő.
(3) Mágneses elválasztás
Függetlenül attól, hogy milyen módszerrel zúzzák a szilícium-karbid port finom porrá, általában nedves mágneses elválasztást és mechanikus mágneses elválasztást alkalmaznak. Ennek az az oka, hogy a nedves mágneses elválasztás során nincs por, a mágneses anyagok teljesen elkülönülnek, a mágneses elválasztás utáni termék kevesebb vasat tartalmaz, és a mágneses anyagok által eltávolított szilícium-karbid por is kevesebb.
(4) Vízelválasztás
A vízszeparációs módszer alapelve, hogy a különböző átmérőjű szilícium-karbid részecskék eltérő ülepedési sebességét vízben felhasználva végezzük a részecskeméret szerinti szortírozást.
(5) Ultrahangos szűrés
Az ultrahangos technológia fejlődésével széles körben alkalmazták a mikropor-technológia ultrahangos szűrésében is, amely alapvetően olyan szűrési problémákat oldhat meg, mint az erős adszorpció, a könnyű agglomeráció, a magas statikus elektromosság, a nagy finomság, a nagy sűrűség és a könnyű fajsúly.
(6) Minőségellenőrzés
A mikropor minőségellenőrzése magában foglalja a kémiai összetételt, a szemcseméret-összetételt és egyéb tételeket. Az ellenőrzési módszereket és a minőségi szabványokat lásd a „Szilícium-karbid Műszaki Feltételek” című dokumentumban.
(7) Csiszolási por keletkezése
Miután a mikroport csoportosították és szitálták, az anyagfelhordó fej felhasználható őrlőpor előállítására. Az őrlőpor előállítása csökkentheti a hulladékot és meghosszabbíthatja a termékláncot.
Közzététel ideje: 2024. május 13.