Монокристалл SiC представляет собой составной полупроводниковый материал групп IV-IV, состоящий из двух элементов, Si и C, в стехиометрическом соотношении 1:1.Его твердость уступает только алмазу.
Метод восстановления углеродом оксида кремния для получения SiC в основном основан на следующей формуле химической реакции:
Реакционный процесс восстановления углеродом оксида кремния относительно сложен, в котором температура реакции напрямую влияет на конечный продукт.
В процессе приготовления карбида кремния сырье сначала помещается в печь сопротивления.Печь сопротивления состоит из торцевых стенок на обоих концах с графитовым электродом в центре, а сердцевина печи соединяет два электрода.По периферии активной зоны печи сначала размещают сырье, участвующее в реакции, а затем на периферии размещают материалы, используемые для сохранения тепла.Когда начинается плавка, печь сопротивления включается и температура повышается до 2600–2700 градусов Цельсия.Электрическая тепловая энергия передается шихте через поверхность активной зоны печи, вызывая ее постепенный нагрев.Когда температура шихты превышает 1450 градусов Цельсия, происходит химическая реакция с образованием карбида кремния и угарного газа.По мере продолжения процесса плавки высокотемпературная область шихты будет постепенно расширяться, а также увеличиваться количество образующегося карбида кремния.Карбид кремния непрерывно образуется в печи, и в результате испарения и движения кристаллы постепенно растут и в конечном итоге собираются в цилиндрические кристаллы.
Часть внутренней стенки кристалла начинает разлагаться из-за высокой температуры, превышающей 2600 градусов Цельсия.Кремниевый элемент, полученный в результате разложения, воссоединяется с углеродным элементом в шихте, образуя новый карбид кремния.
Когда химическая реакция карбида кремния (SiC) завершится и печь остынет, можно начинать следующий этап.Сначала разбирают стенки печи, а затем послойно отбирают и сортируют сырье в печи.Отобранное сырье измельчается для получения желаемого гранулированного материала.Далее примеси в сырье удаляются промывкой водой или очисткой растворами кислот и щелочей, а также магнитной сепарацией и другими методами.Очищенное сырье необходимо высушить, а затем снова просеять, и, наконец, можно получить чистый порошок карбида кремния.При необходимости эти порошки могут быть дополнительно обработаны в соответствии с фактическим использованием, например, формование или тонкое измельчение, для получения более мелкого порошка карбида кремния.
Конкретные шаги заключаются в следующем:
(1) Сырье
Зеленый микропорошок карбида кремния получают путем измельчения более грубого зеленого карбида кремния.Химический состав карбида кремния должен быть более 99 %, а свободного углерода и оксида железа — менее 0,2 %.
(2) Сломанный
Для измельчения песка карбида кремния в мелкий порошок в настоящее время в Китае используются два метода: один - дробление в шаровой мельнице периодического действия, а другой - дробление с использованием порошковой мельницы с воздушным потоком.
(3)Магнитное разделение
Независимо от того, какой метод используется для измельчения порошка карбида кремния в мелкий порошок, обычно используются влажная магнитная сепарация и механическая магнитная сепарация.Это связано с тем, что во время мокрой магнитной сепарации нет пыли, магнитные материалы полностью разделяются, продукт после магнитной сепарации содержит меньше железа, а также меньше порошка карбида кремния, уносимого магнитными материалами.
(4) Сепарация воды
Основной принцип метода разделения воды заключается в использовании различных скоростей осаждения частиц карбида кремния разного диаметра в воде для сортировки частиц по размерам.
(5) Ультразвуковой скрининг
С развитием ультразвуковой технологии он также широко используется в ультразвуковом скрининге микропорошковой технологии, которая может в основном решать такие проблемы скрининга, как сильная адсорбция, легкая агломерация, высокое статическое электричество, высокая крупность, высокая плотность и легкий удельный вес. .
(6) проверка качества
Проверка качества микропорошков включает химический состав, гранулометрический состав и другие показатели.Методы контроля и стандарты качества приведены в «Технических условиях карбида кремния».
(7) Производство шлифовальной пыли
После того как микропорошок сгруппирован и просеян, головку материала можно использовать для приготовления шлифовального порошка.Производство шлифовального порошка позволяет сократить количество отходов и расширить производственную цепочку.
Время публикации: 13 мая 2024 г.