Kristal tunggal SiC merupakan bahan semikonduktor senyawa Golongan IV-IV yang tersusun dari dua unsur, Si dan C, dengan perbandingan stoikiometri 1:1. Kekerasannya adalah yang kedua setelah berlian.
Metode reduksi karbon silikon oksida untuk membuat SiC terutama didasarkan pada rumus reaksi kimia berikut:
Proses reaksi reduksi karbon silikon oksida relatif kompleks, dimana suhu reaksi secara langsung mempengaruhi produk akhir.
Dalam proses pembuatan silikon karbida, bahan bakunya terlebih dahulu ditempatkan dalam tungku tahan. Tungku resistansi terdiri dari dinding ujung di kedua ujungnya, dengan elektroda grafit di tengahnya, dan inti tungku menghubungkan kedua elektroda. Di pinggiran inti tungku, bahan mentah yang berpartisipasi dalam reaksi ditempatkan terlebih dahulu, dan kemudian bahan yang digunakan untuk pengawetan panas ditempatkan di pinggirannya. Saat peleburan dimulai, tungku resistensi diberi energi dan suhu naik hingga 2.600 hingga 2.700 derajat Celcius. Energi panas listrik ditransfer ke muatan melalui permukaan inti tungku, menyebabkannya memanas secara bertahap. Ketika suhu muatan melebihi 1450 derajat Celcius, terjadi reaksi kimia yang menghasilkan silikon karbida dan gas karbon monoksida. Seiring dengan berlanjutnya proses peleburan, area bersuhu tinggi pada muatan secara bertahap akan meluas, dan jumlah silikon karbida yang dihasilkan juga akan meningkat. Silikon karbida terus terbentuk di dalam tungku, dan melalui penguapan dan pergerakan, kristal secara bertahap tumbuh dan akhirnya berkumpul menjadi kristal silinder.
Sebagian dinding bagian dalam kristal mulai membusuk akibat suhu tinggi melebihi 2.600 derajat Celcius. Unsur silikon yang dihasilkan melalui penguraian akan bergabung kembali dengan unsur karbon dalam muatan membentuk silikon karbida baru.
Ketika reaksi kimia silikon karbida (SiC) selesai dan tungku sudah dingin, langkah selanjutnya dapat dimulai. Pertama, dinding tungku dibongkar, lalu bahan baku dalam tungku dipilih dan dinilai lapis demi lapis. Bahan baku yang dipilih dihancurkan untuk mendapatkan bahan granular yang kita inginkan. Selanjutnya, kotoran pada bahan mentah dihilangkan melalui pencucian air atau pembersihan dengan larutan asam dan alkali, serta pemisahan magnetik dan metode lainnya. Bahan baku yang sudah dibersihkan perlu dikeringkan lalu disaring kembali hingga akhirnya diperoleh bubuk silikon karbida murni. Jika perlu, serbuk tersebut dapat diproses lebih lanjut sesuai dengan kegunaan sebenarnya, seperti pembentukan atau penggilingan halus, untuk menghasilkan bubuk silikon karbida yang lebih halus.
Langkah-langkah spesifiknya adalah sebagai berikut:
(1) Bahan mentah
Bubuk mikro silikon karbida hijau diproduksi dengan menghancurkan silikon karbida hijau yang lebih kasar. Komposisi kimia silikon karbida harus lebih besar dari 99%, dan karbon bebas dan oksida besi harus kurang dari 0,2%.
(2) Rusak
Untuk menghancurkan pasir silikon karbida menjadi bubuk halus, dua metode saat ini digunakan di Tiongkok, satu adalah penghancuran ball mill basah berselang, dan yang lainnya adalah penghancuran menggunakan pabrik bubuk aliran udara.
(3) Pemisahan magnetik
Tidak peduli metode apa yang digunakan untuk menghancurkan bubuk silikon karbida menjadi bubuk halus, biasanya digunakan pemisahan magnetik basah dan pemisahan magnetik mekanis. Hal ini karena tidak ada debu selama pemisahan magnet basah, bahan magnet terpisah seluruhnya, produk setelah pemisahan magnet mengandung lebih sedikit zat besi, dan bubuk silikon karbida yang diambil oleh bahan magnet juga lebih sedikit.
(4) Pemisahan air
Prinsip dasar metode pemisahan air adalah menggunakan kecepatan pengendapan partikel silikon karbida yang berbeda dengan diameter berbeda dalam air untuk melakukan penyortiran ukuran partikel.
(5) Pemeriksaan ultrasonik
Dengan berkembangnya teknologi ultrasonik, teknologi mikro-bubuk juga telah banyak digunakan dalam penyaringan ultrasonik, yang pada dasarnya dapat memecahkan masalah penyaringan seperti adsorpsi yang kuat, aglomerasi mudah, listrik statis tinggi, kehalusan tinggi, kepadatan tinggi, dan berat jenis ringan. .
(6) Pemeriksaan kualitas
Pemeriksaan kualitas bubuk mikro meliputi komposisi kimia, komposisi ukuran partikel, dan item lainnya. Untuk metode pemeriksaan dan standar kualitas, silakan lihat “Ketentuan Teknis Silikon Karbida.”
(7) Produksi debu gerinda
Setelah bubuk mikro dikelompokkan dan disaring, kepala bahan dapat digunakan untuk menyiapkan bubuk penggilingan. Produksi bubuk gerinda dapat mengurangi limbah dan memperluas rantai produk.
Waktu posting: 13 Mei-2024