Il cristallo singolo SiC è un materiale semiconduttore composto del Gruppo IV-IV composto da due elementi, Si e C, in un rapporto stechiometrico di 1:1. La sua durezza è seconda solo al diamante.
Il metodo di riduzione del carbonio dell'ossido di silicio per preparare il SiC si basa principalmente sulla seguente formula di reazione chimica:
Il processo di reazione di riduzione del carbonio dell'ossido di silicio è relativamente complesso, in cui la temperatura di reazione influisce direttamente sul prodotto finale.
Nel processo di preparazione del carburo di silicio, le materie prime vengono prima poste in un forno a resistenza. Il forno a resistenza è costituito da pareti terminali su entrambe le estremità, con un elettrodo di grafite al centro e il nucleo del forno collega i due elettrodi. Alla periferia del nocciolo del forno vengono prima posizionate le materie prime che partecipano alla reazione, quindi i materiali utilizzati per la conservazione del calore. Quando inizia la fusione, il forno a resistenza viene alimentato e la temperatura sale da 2.600 a 2.700 gradi Celsius. L'energia termica elettrica viene trasferita alla carica attraverso la superficie del nocciolo del forno, provocandone il graduale riscaldamento. Quando la temperatura della carica supera i 1450 gradi Celsius, avviene una reazione chimica che genera carburo di silicio e monossido di carbonio. Man mano che il processo di fusione continua, l'area ad alta temperatura nella carica si espanderà gradualmente e anche la quantità di carburo di silicio generato aumenterà. Il carburo di silicio si forma continuamente nel forno e, attraverso l'evaporazione e il movimento, i cristalli crescono gradualmente e alla fine si riuniscono in cristalli cilindrici.
Parte della parete interna del cristallo inizia a decomporsi a causa dell'elevata temperatura che supera i 2.600 gradi Celsius. L'elemento di silicio prodotto dalla decomposizione si ricombinerà con l'elemento di carbonio nella carica per formare nuovo carburo di silicio.
Quando la reazione chimica del carburo di silicio (SiC) è completa e il forno si è raffreddato, può iniziare la fase successiva. Innanzitutto, le pareti del forno vengono smontate, quindi le materie prime nel forno vengono selezionate e classificate strato per strato. Le materie prime selezionate vengono frantumate per ottenere il materiale granulare che desideriamo. Successivamente, le impurità presenti nelle materie prime vengono rimosse mediante lavaggio con acqua o pulizia con soluzioni acide e alcaline, nonché mediante separazione magnetica e altri metodi. Le materie prime pulite devono essere essiccate e quindi nuovamente vagliate e infine si può ottenere polvere di carburo di silicio puro. Se necessario, queste polveri possono essere ulteriormente lavorate in base all'uso effettivo, come modellatura o macinazione fine, per produrre polvere di carburo di silicio più fine.
I passaggi specifici sono i seguenti:
(1) Materie prime
La micropolvere di carburo di silicio verde viene prodotta frantumando il carburo di silicio verde più grossolano. La composizione chimica del carburo di silicio dovrebbe essere superiore al 99% e il carbonio libero e l'ossido di ferro dovrebbero essere inferiori allo 0,2%.
(2) Rotto
Per frantumare la sabbia di carburo di silicio in polvere fine, in Cina vengono attualmente utilizzati due metodi: uno è la frantumazione intermittente con un mulino a palle umide e l'altro è la frantumazione utilizzando un mulino per polveri a flusso d'aria.
(3)Separazione magnetica
Indipendentemente dal metodo utilizzato per frantumare la polvere di carburo di silicio in polvere fine, vengono solitamente utilizzate la separazione magnetica umida e la separazione magnetica meccanica. Questo perché non c'è polvere durante la separazione magnetica bagnata, i materiali magnetici sono completamente separati, il prodotto dopo la separazione magnetica contiene meno ferro e anche la polvere di carburo di silicio portata via dai materiali magnetici è inferiore.
(4)Separazione dell'acqua
Il principio di base del metodo di separazione dell'acqua è quello di utilizzare le diverse velocità di sedimentazione delle particelle di carburo di silicio di diverso diametro nell'acqua per eseguire la cernita granulometrica.
(5) Screening ad ultrasuoni
Con lo sviluppo della tecnologia ad ultrasuoni, è stato ampiamente utilizzato anche nello screening ad ultrasuoni della tecnologia delle micropolveri, che può sostanzialmente risolvere problemi di screening come forte adsorbimento, facile agglomerazione, elevata elettricità statica, elevata finezza, alta densità e peso specifico leggero .
(6) Controllo di qualità
L'ispezione della qualità delle micropolveri comprende la composizione chimica, la composizione delle dimensioni delle particelle e altri elementi. Per i metodi di ispezione e gli standard di qualità, fare riferimento alle "Condizioni tecniche del carburo di silicio".
(7) Produzione di polveri di macinazione
Dopo che la micropolvere è stata raggruppata e vagliata, la testa del materiale può essere utilizzata per preparare la polvere di macinazione. La produzione di polvere di macinazione può ridurre gli sprechi ed estendere la catena del prodotto.
Orario di pubblicazione: 13 maggio 2024