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碳化硅制造工艺

  • 分类:行业新闻
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  • 发布时间:2021-02-07 09:55
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碳化硅制造工艺

由于天然含量甚少,碳化硅主要多为人工。常见的办法是将石英砂与焦炭混合,使用其间的二氧化硅和石油焦,加入食盐和木屑,置入电炉中,加热到2000°C左右高温,通过各种化学工艺流程后得到碳化硅微粉。

碳化硅(SiC)因其很大的硬度而成为一种重要的磨料,但其应用范围却超越一般的磨料。例如,它所具有的耐高温性、导热性而成为隧道窑或梭式窑的首选窑具资料之一,它所具有的导电性使其成为一种重要的电加热元件等。制备SiC制品首先要制备SiC锻炼块[或称:SiC颗粒料,因含有C且超硬,因此SiC颗粒料曾被称为:金刚砂。但要注意:它与天然金刚砂(石榴子石)的成分不同。在工业生产中,SiC锻炼块通常以石英、石油焦等为原料,辅助回收料、乏料,通过粉磨等工序分配成为配比合理与粒度合适的炉料(为了调理炉料的透气性需求加入适量的木屑,制备绿碳化硅时还要增加适量食盐)经高温制备而成。高温制备SiC锻炼块的热工设备是专用的碳化硅电炉,其结构由炉底、内面镶有电极的端墙、可卸式侧墙、炉心体(全称为:电炉中心的通电发热体,一般用石墨粉或石油焦炭按必定的形状与尺度安装在炉猜中心,一般为圆形或矩形。其两头与电极相连)等组成。该电炉所用的烧成办法俗称:埋粉烧成。它一通电即为加热开端,炉心体温度约2500℃,乃至更高(2600~2700℃),炉料到达1450℃时开端合成SiC(但SiC主要是在≥1800℃时构成),且放出CO。但是,≥2600℃时SiC会分化,但分化出的Si又会与炉猜中的C生成SiC。每组电炉配备一组变压器,但生产时只对单一电炉供电,以便根据电负荷特性调理电压来根本上坚持恒功率,大功率电炉要加热约24 h,停电后生成SiC的反响根本完毕,再通过一段时间的冷却就可以拆除侧墙,然后逐渐取出炉料。 
高温煅烧后的炉料从外到内分别是:未反响料(在炉中起保温效果)、氧碳化硅(半反响料,主要成分是C与SiO)、粘结物层(是粘结很紧的物料层,主要成分是C、SiO2、40%~60%SiC以及Fe、Al、Ca、Mg的碳酸盐)、无定形物层(主要成分是70%~90% SiC,并且是立方SiC 即 β-sic,其他是C、SiO2及Fe、A1、Ca、Mg的碳酸盐)、二级品SiC层(主要成分是90%~95%SiC,该层已生成六方SiC,但结晶体较小、很软弱,不能作为磨料)、一级品SiC((SiC含量<96%,并且是六方SiC即口一SiC的粗大结晶体)、炉芯体石墨。在上述各层猜中,通常将未反响料和一部分氧碳化硅层料作为乏料搜集,将氧碳化硅层的另一部分料与无定形物、二级品、部分粘结物一同搜集为回炉料,而一些粘结很紧、块度大、杂质多的粘结物则抛弃之。而一级品则通过分级、粗碎、细碎、化学处理、干燥与筛分、磁选后就成为各种粒度的黑色或绿色的SiC颗粒。要制成碳化硅微粉还要通过水选进程;要做成碳化硅制品还要通过成型与结烧的进程。
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