Кремний карбидінің қысқаша мазмұны (SIC) Өндіріс процесі

Кремний карбидіАбразивтер әдетте кварц пен мұнай кокс көмегімен бастапқы шикізат ретінде өндіріледі. Дайындық кезеңінде бұл материалдар химиялық тұрғыдан пештің зарядталуына дейін бөлшектердің қажетті мөлшеріне жету үшін механикалық өңдеуден өтеді.Пеш зарядының өткізгіштігін реттеу үшін араластыру кезінде үгінділердің тиісті мөлшері қосылады. Жасыл кремний карбиді өндірісі үшін пеш зарядына белгілі бір мөлшерде тұз қосылады.

Пештің зарядтауы екі ұшында екі ұшында, орталыққа жақын орналасқан графит электродтарымен ұштарымен аяқталатын пакеттік теттік кедергілерге салынады. Пештің негізгі денесі реактивті пештің зарядталған материалдарымен қоршалған екі электродты қосады, ал оқшаулағыш материалдар сыртқы периметрді байқайды. Жұмыс кезінде электр қуаты 2600-2700 ° C аралығында температураға арналған пештің өзегін қыздырады. Ішкі бетінен жылу беру 1450 ° C-тан асқан материалдарға дейін, олар көмірқышқыл газын шығару кезінде кремний карбиді формасына әсерінен химиялық реакциялардан өтеді.

Процесс жалғасқан сайын, жоғары температуралы аймақ кеңейеді, көп мөлшерде кремний карбид кристалдарын біртіндеп қалыптастырады. Бұл кристалдар буланып, қоныс аударады және пеш ішінде өседі, ақыры цилиндрлік кристалды массаға қосылады. Бұл масса тәжірибесінің ішкі қабырғалары 2600 ° C-тан асады, бұл кремнийді шығаратын ыдырауды тудырады, ол кремнийді шығарады, содан кейін жаңа кремний карбидін қалыптастырады.

Электр қуатын тарату үш операциялық кезеңнен өзгереді:

1.Инлиттік фаза: ең алдымен пештің зарядтау үшін қолданылады

2.Итальды фаза: кремний карбидін қалыптастыруға арналған үлесті жоғарылатады

3.Фазалық кезең: жылу шығындары басым

Жұмыс процесінің үйлестіруіне ықпал ететін кең көлемді пештер үшін тәуліктік тиімділікті арттыру үшін оңтайлы қуатқа негізделген қатынастар.

Жұмыс барысында түрлі қоспалар мен тұздардың қатысуымен қайталама реакциялар пайда болады, бұл материалды ығыстыру және көлемді азайту. Өндірілген көміртегі тотығы атмосфералық ластаушы ретінде қашады. Қуаттан кейінгі өшіру, қалдық реакциялар термиялық инерцияға байланысты 3-4 сағатқа созылады, бірақ едәуір азаяды. Беттің температурасы төмендеген сайын, көмірқышқыл газының жансыз жануы жалғасады, бұл еңбек қауіпсіздігі шараларын қажет етеді.

Сыртқы пештен кейінгі материалдар ішкі қабаттарға дейінгі пештер келесі компоненттерден тұрады:

(1) Ажыратылмаған зарядтау материалы

Жылу кезінде реакция температурасына жете алмайтын зарядтың бөліктері инертті болып, тек оқшаулау болып табылады. Бұл аймақ оқшаулау диапазоны деп аталады. Композиция мен кәдеге жарату әдістері реакция аймағынан едәуір ерекшеленеді. Белгілі бір процестер пештің тиеу кезінде белгілі бір оқшаулау диапазондарына салынып, пештен кейінгі шығарылған және кальцийсіз материал ретінде араласады. Немесе, интенсациялық диапазон материалы кері және үгінділерді қосу үшін кері және үгінділерді қосу арқылы қалпына келтіруді емдеуден өтуі мүмкін.

(2) Тотығылған кремний карбид қабаты

Бұл жартылай реактивті қабат негізінен, негізінен, көміртегі мен кремний бар (20-50%, қазірдің өзінде SIC-ке айналдырылған). Бұл компоненттердің өзгерген морфологиясы оларды таусылған зарядтан ажыратады. Кремний көміртегі қоспасы борпылдақ бірлігі бар аморфты сұр-сары агрегаттарды қалыптастырады, қыста оңай, алдандырғыштан гөрі, кремнийдің гранулярлығын сақтайды.

(3) Облигациялау қабаты

5-10% металл оксидтері бар тотығылған қабат пен аморфты аймақ арасындағы тығыз өтпелі аймақ (Fe, Al, CA, MG). Фазалық құрамға Silica / көміртегі (40-60% SIC) және силикат қосылыстарын қамтиды. Егер қоспалар мол, әсіресе қара SIC пештерінде болса, іргелес қабаттардан саралау қиынға соғады.

(4) Аморфты аймағы

Үдемелі түрде Cubic β-SIC (70-90% SIC) қалдық көміртек / кремниймен (2-5% металл оксидтері). Ұрықшасы ұнтаққа оңай түседі. Қара SIC пештері қара аморфты аймақтардан шығады, ал жасыл SIC пештері сарғыш-жасыл варианттар өндіреді - кейде түсті градиенттермен. Дөрекі кремний бөлшектері немесе төмен көміртекті кокс кеуекті құрылымдар тудыруы мүмкін.

(5) екінші дәрежелі СИК

Α-SIC кристалдарынан тұрады (90-95% тазалық) абразивті пайдалану үшін өте нәзік. Аморфты β-SIC (ұнтақты, түтіккен), екінші дәрежелі, екінші дәрежелі беккірген кристалды торлар, айна тәрізді жылтыратқыштары. Екінші және бастапқы бағалар арасындағы бөлу тек функционалды, бірақ бұрынғы кеуекті құрылымдарды ұстап тұруы мүмкін.

(6) бастапқы дәрежелі SIC кристалдары

Пештің негізгі өнімі: жаппай α-SIC кристалдары (> 96% тазалық, қалыңдығы 50-450 мм). Бұл мықтап жиналған блоктар қара немесе жасыл болып көрінеді, қалыңдығы пештің қуаты мен орналасқан жері бойынша өзгереді.

(7) Графит пешінің өзегі

Кристалды цилиндрге жақын орналасқан, ыдырайтын SIC түпнұсқа кристалды құрылымдардың графит көшірмелерін құрайды. Ішкі ядро ​​термиялық велосипедтен кейін жетілдірілген графиттен тұратын алдын-ала жүктелген графиттен тұрады. Графиттің екі түрлері де кейінгі пештің партиялары үшін негізгі материал ретінде қайта өңделеді.