Kristal tunggal SiC ialah bahan semikonduktor sebatian Kumpulan IV-IV yang terdiri daripada dua unsur, Si dan C, dalam nisbah stoikiometri 1:1. Kekerasannya adalah yang kedua selepas berlian.
Pengurangan karbon kaedah silikon oksida untuk menyediakan SiC adalah berdasarkan formula tindak balas kimia berikut:
Proses tindak balas pengurangan karbon silikon oksida adalah agak kompleks, di mana suhu tindak balas secara langsung mempengaruhi produk akhir.
Dalam proses penyediaan silikon karbida, bahan mentah terlebih dahulu diletakkan di dalam relau rintangan. Relau rintangan terdiri daripada dinding hujung di kedua-dua hujung, dengan elektrod grafit di tengah, dan teras relau menghubungkan dua elektrod. Di pinggir teras relau, bahan mentah yang mengambil bahagian dalam tindak balas diletakkan terlebih dahulu, dan kemudian bahan yang digunakan untuk pemeliharaan haba diletakkan di pinggir. Apabila peleburan bermula, relau rintangan dihidupkan dan suhu meningkat kepada 2,600 hingga 2,700 darjah Celsius. Tenaga haba elektrik dipindahkan ke cas melalui permukaan teras relau, menyebabkan ia dipanaskan secara beransur-ansur. Apabila suhu cas melebihi 1450 darjah Celsius, tindak balas kimia berlaku untuk menghasilkan gas silikon karbida dan karbon monoksida. Apabila proses peleburan berterusan, kawasan suhu tinggi dalam cas akan berkembang secara beransur-ansur, dan jumlah silikon karbida yang dihasilkan juga akan meningkat. Silikon karbida secara berterusan terbentuk di dalam relau, dan melalui penyejatan dan pergerakan, kristal secara beransur-ansur tumbuh dan akhirnya berkumpul menjadi kristal silinder.
Sebahagian daripada dinding dalam hablur mula reput kerana suhu tinggi melebihi 2,600 darjah Celsius. Unsur silikon yang dihasilkan melalui penguraian akan bergabung semula dengan unsur karbon dalam cas untuk membentuk silikon karbida yang baru.
Apabila tindak balas kimia silikon karbida (SiC) selesai dan relau telah sejuk, langkah seterusnya boleh dimulakan. Pertama, dinding relau dibongkar, dan kemudian bahan mentah dalam relau dipilih dan digredkan lapisan demi lapisan. Bahan mentah yang dipilih dihancurkan untuk mendapatkan bahan berbutir yang kita inginkan. Seterusnya, kekotoran dalam bahan mentah dikeluarkan melalui basuhan air atau pembersihan dengan larutan asid dan alkali, serta pemisahan magnet dan kaedah lain. Bahan mentah yang telah dibersihkan perlu dikeringkan dan kemudian disaring semula, dan akhirnya serbuk silikon karbida tulen boleh diperolehi. Jika perlu, serbuk ini boleh diproses selanjutnya mengikut penggunaan sebenar, seperti membentuk atau mengisar halus, untuk menghasilkan serbuk silikon karbida yang lebih halus.
Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
(1) Bahan mentah
Serbuk mikro karbida silikon hijau dihasilkan dengan menghancurkan karbida silikon hijau yang lebih kasar. Komposisi kimia silikon karbida hendaklah lebih besar daripada 99%, dan karbon bebas dan oksida besi hendaklah kurang daripada 0.2%.
(2) Patah
Untuk menghancurkan pasir silikon karbida menjadi serbuk halus, dua kaedah sedang digunakan di China, satu adalah penghancuran kilang bola basah sekejap-sekejap, dan satu lagi penghancuran menggunakan kilang serbuk aliran udara.
(3) Pemisahan magnet
Tidak kira apa kaedah yang digunakan untuk menghancurkan serbuk silikon karbida menjadi serbuk halus, pemisahan magnet basah dan pemisahan magnet mekanikal biasanya digunakan. Ini kerana tiada habuk semasa pengasingan magnet basah, bahan magnet diasingkan sepenuhnya, produk selepas pengasingan magnet mengandungi kurang besi, dan serbuk silikon karbida yang diambil oleh bahan magnet juga kurang.
(4) Pengasingan air
Prinsip asas kaedah pengasingan air adalah menggunakan kelajuan pengendapan yang berbeza bagi zarah silikon karbida yang berlainan diameter dalam air untuk melakukan pengasingan saiz zarah.
(5) Pemeriksaan ultrasonik
Dengan perkembangan teknologi ultrasonik, ia juga telah digunakan secara meluas dalam penapisan ultrasonik teknologi serbuk mikro, yang pada asasnya boleh menyelesaikan masalah saringan seperti penjerapan yang kuat, penggumpalan mudah, elektrik statik tinggi, kehalusan tinggi, ketumpatan tinggi, dan graviti spesifik ringan .
(6) Pemeriksaan kualiti
Pemeriksaan kualiti serbuk mikro termasuk komposisi kimia, komposisi saiz zarah dan item lain. Untuk kaedah pemeriksaan dan piawaian kualiti, sila rujuk "Keadaan Teknikal Silikon Karbida."
(7) Mengisar pengeluaran habuk
Selepas serbuk mikro dikumpulkan dan disaring, kepala bahan boleh digunakan untuk menyediakan serbuk pengisar. Pengeluaran serbuk pengisar boleh mengurangkan sisa dan memanjangkan rantaian produk.
Masa siaran: 13 Mei 2024