Tinh thể đơn SiC là vật liệu bán dẫn hợp chất Nhóm IV-IV bao gồm hai nguyên tố Si và C theo tỷ lệ cân bằng hóa học là 1:1.Độ cứng của nó chỉ đứng sau kim cương.
Phương pháp khử carbon của oxit silic để điều chế SiC chủ yếu dựa trên công thức phản ứng hóa học sau:
Quá trình phản ứng khử carbon của oxit silic tương đối phức tạp, trong đó nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm cuối cùng.
Trong quá trình điều chế cacbua silic, nguyên liệu thô trước tiên được đặt trong lò điện trở.Lò điện trở bao gồm các bức tường cuối ở cả hai đầu, với một điện cực than chì ở giữa và lõi lò kết nối hai điện cực.Ở ngoại vi lõi lò, trước tiên các nguyên liệu thô tham gia phản ứng được đặt, sau đó các vật liệu dùng để bảo quản nhiệt được đặt ở ngoại vi.Khi bắt đầu nấu chảy, lò điện trở được cấp năng lượng và nhiệt độ tăng lên 2.600 đến 2.700 độ C.Năng lượng nhiệt điện được truyền tới điện tích qua bề mặt lõi lò khiến lõi lò được nung nóng dần.Khi nhiệt độ của điện tích vượt quá 1450 độ C, một phản ứng hóa học sẽ xảy ra để tạo ra khí cacbua silic và khí carbon monoxide.Khi quá trình nấu chảy tiếp tục, vùng nhiệt độ cao trong điện tích sẽ dần dần mở rộng và lượng silicon cacbua được tạo ra cũng sẽ tăng lên.Cacbua silic liên tục được hình thành trong lò, và thông qua sự bay hơi và chuyển động, các tinh thể dần dần phát triển và cuối cùng tập hợp lại thành các tinh thể hình trụ.
Một phần thành trong của tinh thể bắt đầu phân hủy do nhiệt độ cao vượt quá 2.600 độ C.Nguyên tố silicon được tạo ra trong quá trình phân hủy sẽ kết hợp lại với nguyên tố carbon trong điện tích để tạo thành cacbua silic mới.
Khi phản ứng hóa học của cacbua silic (SiC) hoàn tất và lò nguội, bước tiếp theo có thể bắt đầu.Đầu tiên, các bức tường của lò được tháo dỡ, sau đó các nguyên liệu thô trong lò được lựa chọn và phân loại từng lớp.Các nguyên liệu thô đã chọn sẽ được nghiền nhỏ để thu được nguyên liệu dạng hạt mà chúng ta mong muốn.Tiếp theo, tạp chất trong nguyên liệu thô được loại bỏ thông qua rửa nước hoặc làm sạch bằng dung dịch axit và kiềm, cũng như tách từ và các phương pháp khác.Các nguyên liệu thô đã được làm sạch cần phải được sấy khô rồi sàng lọc lại, cuối cùng mới thu được bột cacbua silic nguyên chất.Nếu cần thiết, những loại bột này có thể được xử lý thêm tùy theo mục đích sử dụng thực tế, chẳng hạn như tạo hình hoặc nghiền mịn để tạo ra bột cacbua silic mịn hơn.
Các bước cụ thể như sau:
(1) Nguyên liệu thô
Bột vi mô cacbua silic xanh được sản xuất bằng cách nghiền cacbua silic xanh thô hơn.Thành phần hóa học của cacbua silic phải lớn hơn 99% và cacbon tự do và oxit sắt phải nhỏ hơn 0,2%.
(2) Hỏng
Để nghiền cát cacbua silic thành bột mịn, hai phương pháp hiện đang được sử dụng ở Trung Quốc, một là nghiền bằng máy nghiền bi ướt gián đoạn, và hai là nghiền bằng máy nghiền bột luồng không khí.
(3) Tách từ
Bất kể phương pháp nào được sử dụng để nghiền bột cacbua silic thành bột mịn, phương pháp tách từ ướt và tách từ cơ học thường được sử dụng.Điều này là do trong quá trình tách từ ướt không có bụi, vật liệu từ được tách hoàn toàn, sản phẩm sau khi tách từ chứa ít sắt hơn và bột silicon cacbua bị vật liệu từ tính lấy đi cũng ít hơn.
(4) Tách nước
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp tách nước là sử dụng tốc độ lắng khác nhau của các hạt cacbua silic có đường kính khác nhau trong nước để thực hiện phân loại kích thước hạt.
(5) Sàng lọc siêu âm
Với sự phát triển của công nghệ siêu âm, nó cũng đã được sử dụng rộng rãi trong sàng lọc siêu âm công nghệ vi bột, về cơ bản có thể giải quyết các vấn đề sàng lọc như hấp phụ mạnh, dễ kết tụ, tĩnh điện cao, độ mịn cao, mật độ cao và trọng lượng riêng nhẹ .
(6) Kiểm tra chất lượng
Kiểm tra chất lượng vi bột bao gồm thành phần hóa học, thành phần kích thước hạt và các hạng mục khác.Để biết các phương pháp kiểm tra và tiêu chuẩn chất lượng, vui lòng tham khảo “Điều kiện kỹ thuật cacbua silic”.
(7) Sản xuất bụi mài
Sau khi bột vi mô được nhóm và sàng lọc, đầu nguyên liệu có thể được sử dụng để chuẩn bị bột nghiền.Việc sản xuất bột nghiền có thể giảm chất thải và mở rộng chuỗi sản phẩm.
Thời gian đăng: 13-05-2024