Proses Cynhyrchu Silicon Carbid

Mae silicon carbid (SiC) yn ddeunydd lled-ddargludyddion perfformiad uchel a ddefnyddir yn helaeth mewn electroneg pŵer, optoelectroneg, a dyfeisiau amledd radio oherwydd ei-wrthiant tymheredd uchel rhagorol,-gwrthiant foltedd uchel, a-nodweddion amledd uchel. Mae'r broses gynhyrchu o garbid silicon yn bennaf yn cynnwys y camau canlynol:

Paratoi Deunydd Crai: Y prif ddeunyddiau crai ar gyfer cynhyrchu carbid silicon yw powdr silicon purdeb uchel a phowdr carbon. Yn nodweddiadol mae'n ofynnol i burdeb y powdr silicon fod yn uwch na 99.999%, tra bod yn rhaid defnyddio graffit purdeb uchel neu olosg petrolewm ar gyfer y powdr carbon. Mae purdeb y deunyddiau crai yn effeithio'n uniongyrchol ar berfformiad y cynnyrch terfynol.

Cymysgu a Mowldio: Mae powdr silicon a phowdr carbon yn cael eu cymysgu mewn cyfran benodol, fel arfer gyda chymhareb molar carbon i-silicon a reolir ar tua 1:1. Yna caiff y powdr cymysg ei wasgu i gorff gwyrdd. Gellir gwneud mowldio trwy wasgu'n oer neu wasgu'n boeth, yn dibynnu ar ofynion prosesau dilynol.

Synthesis Adwaith Tymheredd Uchel: Mae'r corff gwyrdd wedi'i fowldio yn mynd trwy synthesis adwaith mewn ffwrnais tymheredd uchel, gyda'r tymheredd fel arfer yn cael ei reoli rhwng 1600-2500 gradd . Yn ystod y broses hon, mae silicon a charbon yn adweithio'n gemegol i ffurfio carbid silicon. Mae'r amser adwaith yn amrywio o sawl awr i ddegau o oriau, yn dibynnu ar y math o ffwrnais a pharamedrau proses.

Malu a Graddio: Mae angen malu a graddio'r blociau carbid silicon wedi'u syntheseiddio i gael powdr carbid silicon o'r maint gronynnau gofynnol. Mae offer malu fel arfer yn cynnwys mathrwyr ên neu felinau pêl, tra bod graddio yn cael ei gyflawni trwy hidlo neu ddosbarthu aer.

Triniaeth Puro: Er mwyn cael gwared ar amhureddau a gyflwynir yn ystod synthesis, mae angen golchi asid neu buro tymheredd uchel ar bowdr carbid silicon. Mae golchi asid fel arfer yn defnyddio asid hydroclorig neu asid hydrofflworig, tra bod puro tymheredd uchel yn cael ei wneud o dan awyrgylch anadweithiol ar dymheredd uwch na 2000 gradd.

Sintro a Dwyseiddio: Ar gyfer cymwysiadau sydd angen carbid silicon dwysedd uchel, rhaid i'r powdr gael ei sintro. Mae dulliau sintro yn cynnwys sintro di-bwysedd, gwasgu poeth, a gwasgu isostatig poeth. Mae tymereddau sintro fel arfer rhwng 1800-2200 gradd, a gall ychwanegu cymhorthion sintro fel boron neu alwminiwm hyrwyddo dwysedd.

Prosesu a Phrofi: Mae'r carbid silicon sintered yn wag yn gofyn am beiriannu (fel torri, malu a sgleinio) i gyflawni'r gofynion manwl gywirdeb dimensiwn a wyneb terfynol. Ar ôl prosesu, mae angen profi perfformiad trylwyr, gan gynnwys dwysedd, caledwch, dargludedd thermol, a phriodweddau trydanol.