Buod ng Silicon Carbide (SIC) Proseso ng Paggawa

Silicon CarbideAng mga abrasives ay karaniwang ginawa gamit ang quartz at petrolyo coke bilang pangunahing hilaw na materyales. Sa yugto ng paghahanda, ang mga materyales na ito ay sumasailalim sa pagproseso ng mekanikal upang makamit ang nais na laki ng butil bago maging proporsyonal na proporsyon sa singil ng hurno.Upang ayusin ang pagkamatagusin ng singil ng hurno, ang isang naaangkop na halaga ng sawdust ay idinagdag sa panahon ng paghahalo. Para sa paggawa ng berdeng silikon na karbida, ang isang tiyak na dami ng asin ay isinama din sa singil ng hurno.

Ang singil ng hurno ay na-load sa isang uri ng batch-type na resistensya, na nagtatampok ng mga dulo ng dingding sa magkabilang dulo na may mga grapayt na electrodes na nakaposisyon malapit sa gitna. Kinokonekta ng pugon core body ang dalawang electrodes, na napapalibutan ng reaktibo na mga materyales sa singil ng pugon, habang ang mga insulating na materyales ay naka -encase sa panlabas na perimeter. Sa panahon ng operasyon, ang de-koryenteng lakas ay nagpapainit ng core ng pugon sa mga temperatura sa pagitan ng 2600-2700 ° C. Ang mga paglilipat ng init mula sa pangunahing ibabaw hanggang sa mga materyales sa singil, na, sa labis na 1450 ° C, ay sumasailalim sa mga reaksyon ng kemikal upang mabuo ang silikon na karbida habang naglalabas ng carbon monoxide.

Habang nagpapatuloy ang proseso, ang mataas na temperatura zone ay lumalawak, na unti-unting bumubuo ng mas maraming mga kristal na silikon. Ang mga kristal na ito ay sumingaw, lumipat, at lumalaki sa loob ng hurno, sa kalaunan ay nag -coalescing sa isang cylindrical crystallized mass. Ang mga panloob na dingding ng mga temperatura ng karanasan sa masa na ito ay lumampas sa 2600 ° C, na nagiging sanhi ng agnas na naglalabas ng silikon, na pagkatapos ay muling nagreresulta sa carbon upang makabuo ng bagong silikon na karbida.

Ang pamamahagi ng kuryente ng kuryente ay nag -iiba sa tatlong mga phase ng pagpapatakbo:

1.Initial Phase: Pangunahing ginagamit para sa singil sa pag -init ng hurno

2.Intermediate phase: nadagdagan ang proporsyon para sa pagbuo ng silikon na karbida

3.Final phase: pinangungunahan ng mga pagkalugi ng thermal

Ang mga optimal na relasyon sa oras ng kuryente ay binuo upang ma-maximize ang kahusayan ng thermal, na may karaniwang mga tagal ng operasyon sa paligid ng 24 na oras para sa mga malalaking hurno upang mapadali ang koordinasyon ng daloy ng trabaho.

Sa panahon ng operasyon, ang pangalawang reaksyon ay nangyayari na kinasasangkutan ng iba't ibang mga impurities at asing -gamot, na nagiging sanhi ng pag -aalis ng materyal at pagbawas ng dami. Ang ginawa carbon monoxide ay nakatakas bilang pollutant ng atmospheric. Ang pag-shutdown ng post-power, ang mga natitirang reaksyon ay nagpapatuloy sa loob ng 3-4 na oras dahil sa thermal inertia, kahit na sa makabuluhang nabawasan ang intensity. Habang bumababa ang temperatura ng ibabaw, ang hindi kumpletong pagkasunog ng carbon monoxide ay nagiging mas malinaw, na nangangailangan ng patuloy na mga hakbang sa kaligtasan sa trabaho.

Ang mga materyales sa post-furnace mula sa labas hanggang sa panloob na mga layer ay binubuo ng mga sumusunod na sangkap:

(1) ‌unReact na materyal na singil

Ang mga bahagi ng singil na hindi mabibigo na maabot ang temperatura ng reaksyon sa panahon ng smelting ay nananatiling walang kabuluhan, na nagsisilbi lamang bilang pagkakabukod. Ang zone na ito ay tinatawag na pagkakabukod band. Ang mga pamamaraan ng komposisyon at paggamit ay naiiba nang malaki mula sa reaksyon zone. Ang ilang mga proseso ay nagsasangkot ng pag-load ng sariwang singil sa mga tiyak na lugar ng pagkakabukod ng banda sa panahon ng pag-load ng hurno, na nakuha ang post-smelting at pinaghalo sa reaksyon ng singil bilang calcined material. Bilang kahalili, ang hindi nabuong pagkakabukod ng bandang materyal ay maaaring sumailalim sa paggamot sa pagbabagong -buhay sa pamamagitan ng pagdaragdag ng coke at sawdust para magamit muli bilang pagod na singil.

(2) ‌oxidized silikon carbide layer‌

Ang semi-react na layer na ito ay pangunahing naglalaman ng hindi nabuong carbon at silica (20-50% na na-convert sa SIC). Ang binagong morpolohiya ng mga sangkap na ito ay nakikilala sa kanila mula sa pagod na singil. Ang pinaghalong silica-carbon ay bumubuo ng mga amorphous grey-dilaw na mga pinagsama-samang may maluwag na pagkakaisa, madali ang pag-pulver sa ilalim ng presyon-hindi tulad ng naubos na singil kung saan pinapanatili ng silica ang orihinal na butil.

(3) ‌bonding layer‌

Ang isang compact transitional zone sa pagitan ng oxidized layer at amorphous zone, na naglalaman ng 5-10% metal oxides (Fe, AL, CA, MG). Ang komposisyon ng phase ay may kasamang unreacted silica/carbon (40-60% sic) at silicate compound. Ang pagkita ng kaibhan mula sa mga katabing layer ay nagiging mapaghamong maliban kung ang mga impurities ay sagana, lalo na sa mga itim na sic furnaces.

(4) ‌amorphous zone‌

Nangingibabaw cubic β-SiC (70-90% sic) na may natitirang carbon/silica (2-5% metal oxides). Ang friable na materyal ay madaling gumuho sa pulbos. Ang mga itim na sic furnaces ay nagbubunga ng mga itim na amorphous zones, habang ang mga berdeng sic na hurno ay gumagawa ng mga madilaw-dilaw na berde na variant-kung minsan ay may mga gradients ng kulay. Ang magaspang na mga particle ng silica o low-carbon coke ay maaaring lumikha ng mga maliliit na istruktura.

(5) ‌Secondary-grade sic‌

Na binubuo ng α-SiC crystals (90-95% kadalisayan) masyadong marupok para sa nakasasakit na paggamit. Naiiba mula sa amorphous β-sis (pulbos, mapurol), ang pangalawang grade ay nagpapakita ng hexagonal crystal lattice na may salamin na tulad ng ningning. Ang paghahati sa pagitan ng pangalawang at pangunahing mga marka ay puro gumagana, kahit na ang dating ay maaaring mapanatili ang mga maliliit na istruktura.

(6) ‌Primary-grade sic crystals‌

Ang pangunahing produkto ng hurno: napakalaking α-SiC crystals (> 96% kadalisayan, 50-450mm makapal). Ang mga mahigpit na naka -pack na mga bloke ay lumilitaw na itim o berde, na may kapal na nag -iiba sa pamamagitan ng kapangyarihan at lokasyon ng pugon.

(7) ‌graphite furnace core‌

Katabing sa crystalline cylinder, decomposed sic form graphite replicas ng mga orihinal na istruktura ng kristal. Ang panloob na core ay binubuo ng pre-load na grapayt na may pinahusay na graphitization pagkatapos ng thermal cycling. Ang parehong mga uri ng grapayt ay na -recycle bilang pangunahing materyal para sa kasunod na mga batch ng hurno.