SiC 単結晶は、Si と C の 2 つの元素を化学量論比 1:1 で構成する IV-IV 族化合物半導体材料です。ダイヤモンドに次ぐ硬度を誇ります。
SiCを調製するための酸化ケイ素の炭素還元方法は、主に次の化学反応式に基づいています。
酸化ケイ素の炭素還元の反応プロセスは比較的複雑であり、反応温度は最終生成物に直接影響します。
炭化ケイ素の製造プロセスでは、まず原料を抵抗炉に入れます。抵抗炉は両端の端壁と中央の黒鉛電極で構成され、炉心は 2 つの電極を接続します。炉心の外周には、反応に関与する原料が配置され、次に保温に使用される材料が配置されます。製錬が始まると抵抗炉に通電され、温度が2,600～2,700℃まで上昇します。電熱エネルギーは炉心の表面を通って装入物に伝達され、徐々に加熱されます。装入物の温度が摂氏 1450 度を超えると、化学反応が発生して炭化ケイ素と一酸化炭素ガスが発生します。製錬が進むと装入物の高温領域が徐々に拡大し、炭化ケイ素の生成量も増加します。炭化ケイ素は炉内で継続的に生成され、蒸発と移動により結晶は徐々に成長し、最終的には円柱状の結晶に集まります。
2,600℃を超える高温により、結晶の内壁の一部が分解し始めます。分解によって生成されたケイ素元素は、装入中の炭素元素と再結合して、新しい炭化ケイ素を形成します。
炭化ケイ素 (SiC) の化学反応が完了し、炉が冷えたら、次のステップを開始できます。まず、炉の壁が解体され、次に炉内の原材料が選択され、層ごとに分類されます。選別された原料を粉砕し、目的とする粒状物を得る。次に、水洗や酸・アルカリ溶液による洗浄、磁気分離などにより原料中の不純物を除去します。洗浄された原料は乾燥し、再度篩い分けする必要があり、最終的に純粋な炭化ケイ素粉末が得られます。必要に応じて、これらの粉末を実際の用途に応じて成形や微粉砕などの加工を施し、より微細な炭化ケイ素粉末を製造することができます。
具体的な手順は次のとおりです。
(1) 原材料
緑色炭化ケイ素微粉末は、緑色炭化ケイ素をさらに粗く粉砕することにより製造される。炭化ケイ素の化学組成は 99% 以上、遊離炭素と酸化鉄は 0.2% 未満である必要があります。
(2)壊れた
現在、中国では炭化ケイ素砂を微粉末に粉砕する方法として、湿式間欠式ボールミル粉砕と気流粉砕機を用いた粉砕の2つの方法が使用されている。
(3)磁気分離
炭化ケイ素粉末を微粉末に粉砕するには、どのような方法を使用する場合でも、通常は湿式磁気選別と機械的磁気選別が使用されます。これは、湿式磁気分離時に粉塵が発生せず、磁性体が完全に分離され、磁気分離後の製品に含まれる鉄分が少なく、磁性体に持ち去られる炭化ケイ素粉末も少ないためです。
(4)水の分離
水分離法の基本原理は、水中での異なる直径の炭化ケイ素粒子の異なる沈降速度を利用して粒度選別を行うことです。
(5) 超音波スクリーニング
超音波技術の発展に伴い、微粉末技術の超音波スクリーニングにも広く使用されており、強力な吸着、容易な凝集、高静電気、高微細度、高密度、軽い比重などのスクリーニング問題を基本的に解決できます。 。
(6)品質検査
微粉末の品質検査には、化学組成、粒度組成などが含まれます。検査方法および品質基準については「炭化ケイ素技術条件」をご参照ください。
(7) 研削粉の発生
マイクロパウダーをグループ化して選別した後、材料ヘッドを使用して研削粉を準備できます。研削粉の生産により廃棄物が削減され、製品チェーンが延長されます。
投稿日時: 2024 年 5 月 13 日