绿碳化硅的制作工艺过程

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碳化硅工艺过程

碳化硅工艺过程

生产技术一、生产工艺1.碳化硅原理:通过石英砂、石油胶和木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成,主要反应机理是SiO2+3C----SiC+2CO。

碳化硅电阻炉制炼工艺:炉料装在间歇式电阻炉内,电阻炉两端端墙,近中心处是石墨电极。

炉芯体连接于两电极之间。

炉芯周围装的是参加反应的炉料,外部则是保温料。

冶炼时,给电炉供电,炉芯温度上升,达到2600~2700℃。

电热通过炉芯表面传给炉料,使之逐渐加热,达到1450℃以上时,即发尘化学反应,生成碳化硅,并逸出一氧化碳。

随着时间的推移,炉料高温范围不断扩大,形成碳化硅愈来愈多。

碳化硅在炉内不断形成,蒸发移动,晶体长大,聚集成为—个圆筒形的结晶筒。

结晶筒的内壁因受高温,超过2600℃的部分就开始分解。

分解出的硅又与炉料中的碳结合而成为新的碳化硅。

破碎:把碳化硅砂破碎为微粉,国内目前采用两种方法,一种是间歇的湿式球磨机破碎,一种是用气流粉末磨粉机破碎。

我公司已由气流粉末磨碎机代替湿式球磨机破碎。

湿式球磨机破碎时用是用湿式球磨机将碳化硅砂磨成微粉原料,每次需磨6-8小时。

所磨出的微粉原料中,微粉约占60%左右。

磨的时间越长,则微粉所占的比例越大。

但过粉碎也越严重,回收率就会下降。

具体的时间,应该与球磨比、球径给配、料浆浓度等工艺参数一起经实验优选确定。

该方法最大的优点就是设备简单,缺点是破碎效率较低,后续工序较复杂。

雷蒙磨粉机工作原理是:颚式破碎机将大块物料破碎到所需的粒度后,由提升机将物料输送到储料仓,然后由电磁振动给料机均匀连续地送到主机的磨腔内,由于旋转时离心力作用,磨辊向外摆动,紧压于磨环,铲刀与磨辊同转过程中把物料铲起抛入磨辊与辊环之间,形成填料层,物料在磨辊与磨环之间进行研磨。

粉磨后的粉子随风机气流带到分级机进行分选,不合要求的粉子被叶片抛向外壁与气流脱离,粗大颗粒在重力的作用F落入磨腔进行重磨,达到细度要求的细粉随气流经管道进入大旋风收集器,进行分离收集,再经卸料器排出即为成品粉子,气流由大旋风收集器上端回风管吸入鼓风机。

碳化硅烧结工艺技术

碳化硅烧结工艺技术

碳化硅烧结工艺技术简介碳化硅是一种重要的无机非金属材料,具有优异的高温、高硬度、高强度、高导热性和耐腐蚀性能。

碳化硅烧结工艺技术是将粉末形式的碳化硅材料在高温下进行烧结,使其形成致密的块状材料。

这种工艺技术广泛应用于高温、耐腐蚀等领域。

工艺步骤1. 原料制备碳化硅烧结工艺的第一步是制备碳化硅粉末。

一般采用高纯度的硅和石墨粉作为原料,在高温下进行反应生成碳化硅。

得到的碳化硅粉末需要进行粒度分级,以保证烧结后的坯体质量。

2. 造粒将得到的碳化硅粉末进行造粒,目的是提高粉末的流动性和绿坯的成型性。

造粒方法包括湿法造粒和干法造粒两种。

湿法造粒一般采用喷雾干燥法,将碳化硅粉末悬浮在溶液中,通过喷雾干燥使其形成颗粒状。

干法造粒则采用机械化方法,通过辊压或压片等方式将碳化硅粉末压制成颗粒。

3. 成型将造粒得到的碳化硅粉末进行成型。

常用的成型方法有压制成型、注浆成型和挤出成型等。

其中,最常用的是压制成型。

将碳化硅粉末放入模具中,在一定的温度和压力下进行压制,使其成型成绿坯。

4. 烧结将成型的绿坯进行烧结。

碳化硅烧结工艺中一般采用高温烧结的方法,常用的烧结设备有电炉和高频炉。

烧结过程中,绿坯在高温下进行结晶和致密化,使其形成致密块状的碳化硅材料。

烧结温度和时间根据需求进行调控,以获得理想的材料性能。

5. 加工和表面处理经过烧结的碳化硅块材料需要进行加工和表面处理,以满足特定的工程要求。

加工包括切割、研磨、钻孔等,表面处理包括抛光、涂层等。

这些步骤的目的是给碳化硅材料提供最终的形状和表面质量,以便于后续的应用。

工艺优势1.高温性能优异:碳化硅具有高熔点和高热导率,能够在高温下长时间稳定工作,因此在高温领域有广泛的应用,如高温炉、轻质隔热材料等。

2.高硬度和高强度:碳化硅具有极高的硬度和强度,能够耐受大部分物理和化学侵蚀,因此在耐磨、耐腐蚀的工作环境中具有广泛的应用,如磨具、切削工具等。

3.优良的导热性:碳化硅具有高导热性能,能够快速传导和散热,因此在散热器等应用中具有重要作用。

碳化硅工艺过程简述

碳化硅工艺过程简述

碳化硅工艺过程简述碳化硅(Silicon Carbide, SiC)是一种极具应用潜力的新型半导体材料,具有高温、高电压、高频率和高能量等特性。

碳化硅在电力电子、光电子、能源和材料等领域具有广泛的应用前景。

碳化硅工艺过程是制造碳化硅器件的关键步骤,下面对其进行详细的描述。

剥离硅衬底是将硅衬底从碳化硅薄膜上剥离的过程。

首先,在硅衬底上形成一层释放层,如氧化物或氮化物。

然后,将碳化硅薄膜通过热剥离或化学剥离的方式与硅衬底分离,从而获取自支撑的碳化硅薄膜。

悬浮硅衬底是将碳化硅薄膜转移到另一张辅助衬底上的过程。

通常使用临时性的辅助衬底,如石墨或其他材料,使碳化硅薄膜能够在后续加工步骤中更方便地处理。

表面处理是对碳化硅薄膜表面进行化学处理或物理处理,以提高表面质量和粗糙度。

常见的表面处理方法包括湿法化学处理和干法物理处理。

湿法处理可以使用酸或碱溶液来去除表面的污染物或提高表面平整度。

干法处理可以通过离子轰击、等离子体处理或蒸发沉积等方式改善表面的质量和结构。

薄膜生长是在表面处理后,在碳化硅薄膜上沉积所需的层状材料。

常见的薄膜生长方法包括化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition, CVD)、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD)和分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)等。

这些方法可以在高温或低温条件下生长碳化硅薄膜,控制薄膜的厚度和组分。

沉积是将所需的材料通过化学气相沉积或物理气相沉积等方法直接沉积到碳化硅薄膜上。

沉积可以用于制备导电薄膜、隔离层或表面保护层等。

常见的沉积材料包括金属、高介电常数材料和对碳化硅有特殊功能的材料。

刻蚀是通过化学溶液或等离子体等方式将碳化硅薄膜局部去除的过程。

刻蚀是制造碳化硅器件中非常重要的一步,可以用于形成通道、电极或微结构等。

常见的刻蚀方法包括干法刻蚀和湿法刻蚀。

干法刻蚀常使用氧气、氟化物或氯化物等气体,湿法刻蚀则通常使用酸或碱溶液。

碳化硅制备方法

碳化硅制备方法

碳化硅制备方法碳化硅是一种重要的结构陶瓷材料,具有高硬度、高强度、高温稳定性等优良性能,在电子、航天、汽车等领域有广泛应用。

本文将介绍碳化硅制备的几种常见方法。

1. 碳热还原法碳热还原法是一种常见的碳化硅制备方法,其基本反应为:SiO2 + 3C → SiC + 2CO该反应发生在高温下(约为2000℃),需要通过特殊的电炉进行。

首先需要将硅粉和碳粉混合,制成一定比例的混合物,然后放入电炉中进行加热,使其达到足够高的温度。

在加热过程中,硅粉与碳粉发生反应,生成碳化硅。

碳热还原法制备碳化硅的优点是工艺简单,原料易得,而且产物质量较高。

但缺点是设备成本高,能源消耗大,且产物存在夹杂物和晶界不完整等问题。

2. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种较新的碳化硅制备方法,该方法可以通过化学反应在高温下沉积碳化硅薄膜。

具体步骤如下:(1)将SiCl4或CH3SiCl3等碳源物质和NH3或H2等气体混合,并通过加热将其气化。

(2)将气态混合物输送到反应器中,同时引入载气,让混合物在反应器内均匀分布。

(3)将反应器中的混合物加热到800-1200℃,在催化剂的作用下发生碳化反应,并在衬底上沉积出碳化硅薄膜。

化学气相沉积法具有生产规模大、生产效率高、产物质量优等优点,但是制备设备昂贵,制备条件严格,需要配合催化剂才能实现反应。

3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法也是一种常见的碳化硅制备方法,该方法通过一系列溶胶-凝胶反应,将前驱体溶液凝胶化,制备出碳化硅粉末。

具体步骤如下:(1)将SiO2前驱体(例如TEOS等)和碳源物质(例如甲基丙烯酸三甲氧基硅烷)溶解在有机溶剂中。

(2)通过控制pH值和温度等参数,使溶液逐渐凝胶化,形成固体凝胶体。

(3)将凝胶体在特定温度下煅烧,使其发生脱水、脱氯和碳化反应。

经过一定的处理,可制备出碳化硅粉末。

溶胶-凝胶法制备碳化硅的优点是制备工艺简单、成型性好、加工易、粉末质量高等,并且可以制备出多孔、纳米级的碳化硅制品,但缺点是煅烧温度较高,制备周期长,并且前驱体的选择也对产物质量有较大影响。

碳化硅生产工艺

碳化硅生产工艺

碳化硅生产工艺碳化硅(Silicon Carbide,SiC)是一种重要的工程陶瓷材料,具有优异的耐热、耐腐蚀、硬度高、力学性能等特点,被广泛应用于电子、光电子、化工、冶金等领域。

碳化硅的生产工艺包括传统炉焙法和新型生产工艺。

传统炉焙法是碳化硅生产过程中最常用的方法之一。

该工艺主要包括硅泥净化、混合物制备、炉焙等步骤。

首先,将硅泥进行净化处理,去除杂质,提高硅泥的纯度和质量。

然后,将净化后的硅泥与石墨混合,按一定比例配制成混合物,其中硅泥的含量约为70%~90%。

接下来,将混合物放入电炉或罐炉中进行炉焙。

在高温下,石墨与硅泥发生化学反应,生成碳化硅。

最后,将得到的碳化硅材料进行破碎、磨粉、精确筛分等处理,获得符合要求的产品。

新型生产工艺是传统炉焙法的改进和创新。

该工艺主要包括碳热还原法、等离子体提拉法、激光烧结法等。

碳热还原法是一种将石墨和二氧化硅进行碳热反应制备碳化硅的方法。

首先,将石墨和二氧化硅混合,按一定比例放入炉中,在高温下进行反应。

在反应过程中,石墨与二氧化硅发生化学反应,生成碳化硅。

等离子体提拉法是一种利用等离子体技术制备碳化硅材料的方法。

在该工艺中,将合适比例的硅源和碳源混合,放入等离子体炉中进行处理,利用等离子体的高温和高能量来促进碳化硅的生成。

激光烧结法是一种利用激光技术将碳化硅粉末进行烧结的方法。

在该工艺中,将碳化硅粉末放入烧结炉中,利用激光器的高能量来使碳化硅粉末烧结成致密块体。

无论是传统炉焙法还是新型生产工艺,碳化硅的生产过程都离不开原材料的选取和混合处理、炉温的控制和炉内气氛的调节等关键步骤。

此外,生产工艺中还需要进行设备选型、炉渣的处理、产品质量的检测以及收集和处理废气、废渣等环保措施。

总的来说,碳化硅的生产工艺是一个复杂的过程,需要合理控制各个环节,确保产品的质量和性能。

随着科学技术的不断进步和发展,碳化硅的生产工艺也在不断创新和改进,使其在各个领域得到更广泛的应用。

碳化硅的生产工艺

碳化硅的生产工艺

碳化硅的生产工艺一、碳化硅的概述碳化硅是一种非金属材料,具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能,广泛应用于电子、机械、冶金等领域。

其生产工艺主要包括原料处理、烧结成型、后处理等环节。

二、原料处理1. 原材料选择碳化硅的主要原料为石墨和二氧化硅,其中石墨应选用高纯度的天然石墨或人工石墨,二氧化硅应选用高纯度的石英粉。

2. 原材料混合将经过筛分和清洗后的石墨和二氧化硅按一定比例混合均匀,并加入适量的助剂,如粘结剂、增塑剂等。

三、烧结成型1. 热压成型将混合后的原材料放入模具中,在高温高压下进行加压成型。

通常采用真空或惰性气体保护下进行。

2. 真空热压成型将混合后的原材料放入真空下的模具中,在高温高压下进行加压成型。

由于真空环境下气体分子极少,因此可避免气体与原材料反应,可得到更高的纯度。

3. 热等静压成型将混合后的原材料放入模具中,在高温下进行等静压成型。

该方法适用于大尺寸、复杂形状的碳化硅制品。

四、后处理1. 精密加工将烧结后的碳化硅制品进行精密加工,如车削、磨削、抛光等,以获得精确尺寸和表面质量。

2. 氧化处理将碳化硅制品置于氧化炉中,在高温下进行氧化处理。

该过程能够使碳化硅表面形成一层致密的二氧化硅保护层,提高其耐蚀性和耐磨性。

3. 表面涂层在碳化硅制品表面涂覆一层陶瓷或金属涂层,以改善其抗氧化性和耐蚀性。

五、总结以上是碳化硅生产工艺的主要环节。

在实际生产中,还需根据不同产品要求进行具体调整和优化。

通过不断的技术革新和工艺改进,碳化硅制品的性能和质量将得到不断提升,为各行业的发展做出更大的贡献。

碳化硅工艺过程范文

碳化硅工艺过程范文

碳化硅工艺过程范文
原料准备:碳化硅的原料主要有硼砂、石墨、双氧水等。

硼砂是主要的硅源,石墨是主要的碳源。

双氧水通常用于清洗和调节制备过程中的反应条件。

混合原料:将硼砂和石墨按照一定比例混合均匀,确保原料中的硼和碳分布均匀。

填充模具:将混合后的原料填充到模具中,模具的形状可以根据需要来确定。

填充时要注意使原料均匀填充且压实,以保证最后得到的碳化硅的尺寸和形状。

加热处理:将填充好原料的模具放入炉中进行加热处理。

加热温度一般在2000℃以上,可以使用电炉、热煅烧炉等设备进行加热。

加热过程主要是将原料中的硼和碳进行反应生成碳化硅。

加热过程需要控制加热速度和保持时间,以确保反应充分进行。

冷却和取出:经过一定时间的加热处理后,将加热好的样品取出后进行冷却。

冷却过程一般需要采用缓慢冷却的方式,以避免样品受到热应力而产生裂纹。

表面处理:取出的样品经过冷却后,可以进行表面处理。

表面处理主要是用于去除样品中的杂质,使样品表面更加光滑和均匀,以提高碳化硅材料的性能。

以上就是碳化硅工艺过程的基本步骤。

除了这些基本步骤外,还可以根据具体需求进行其他的工艺处理,如改变原料比例、添加其他材料等,以获得不同性能和用途的碳化硅材料。

碳化硅材料具有耐高温、耐腐蚀、高硬度、优异的力学性能等优点,在航空航天、机械制造、电子器件等领域有广泛应用。

随着科技的不断进步,碳化硅工艺也在不断改进和发展,以满足不同领域对碳化硅材料的需求。

碳化硅制备方法范文

碳化硅制备方法范文

碳化硅制备方法范文碳化硅是一种重要的无机材料,具有高硬度、高强度、高热导率、低膨胀系数、耐高温、耐腐蚀等优异性能,在陶瓷、高温结构材料、电子器件等领域有着广泛的应用。

碳化硅主要有凝胶法、热解法和熔体法等多种制备方法。

下面将详细介绍这些方法。

1.凝胶法:凝胶法是利用硅源和碳源在溶胶-凝胶体系中反应生成碳化硅。

一般的凝胶法制备碳化硅的步骤包括溶胶的制备、凝胶的形成、干燥和热解。

常用的硅源包括硅酸盐和硅烷等,碳源可以是有机物或无机物。

制备过程中需要加入足量的碳源,保证反应生成充分的碳化硅。

凝胶法制备碳化硅的优点是制备工艺简单,能够得到纳米级碳化硅粉体,但是制备周期长,工艺参数控制较为复杂。

2.热解法:热解法是将硅源和碳源在高温下直接反应生成碳化硅。

常见的反应温度为1500~2000℃。

具体制备过程包括预混合、热压制备和高温热解。

预混合是将硅源和碳源按一定比例混合均匀,加入辅助剂进行机械混合。

热压制备是将混合物进行高温高压热压,形成热压坯体。

最后,将热压坯体放入高温炉中进行高温热解反应。

热解法制备碳化硅的优点是制备效率高,适合大规模制备,但是对原料质量有较高要求,控制难度较大。

3.熔体法:熔体法是将硅源和碳源在高温下熔融反应生成碳化硅。

典型的熔体法制备过程包括高温熔融、冷却、晶化等步骤。

一般使用石墨坩埚作为反应容器,并在高温炉中进行反应。

制备过程中需要加入辅助剂来促进熔融和形成纯净的碳化硅。

熔体法制备碳化硅的优点是制备温度相对较低,能够得到高纯度的碳化硅单晶,但是工艺控制要求较高,操作复杂,并且只适用于小批量制备。

以上是常用的碳化硅制备方法,每种方法都有其优缺点,适用于不同的应用场合。

为了得到高质量的碳化硅,制备过程中需要严格控制原料的质量、反应条件和工艺参数。

随着材料科学和制备技术的进步,碳化硅的制备方法也将不断完善和创新,为碳化硅的应用提供更好的材料基础。

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绿碳化硅的制作工艺过程
绿碳化硅是采用石油焦和优质硅石为原料,添加食盐作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成,
下面河南四成小编为您介绍下绿碳化硅的详细制作工艺过程。
绿碳化硅的制作工艺过程:
1、原料破碎:采用锤式破碎机对石油焦进行破碎,破碎到工艺要求的粒径。
2、配料与混料:配料与混料是按照规定配方进行称量和混匀的过程。本项目配料采用平台,
混料采用混凝土搅拌机,按照工艺要求对石油焦和石英砂进行配料、混料作业。
3、绿碳化硅电炉准备:电炉准备是把上次用过的炉重新修整、整理,以再次投入使用。
4、装炉:装炉是按照规定的炉料类别、部位、尺寸往炉内装填反应料、保温料、炉芯材料,
并砌筑具有保温和盛料作用的熔炼炉侧墙。
5、送电冶炼绿碳化硅:冶炼炉与变压器接通之后即可送电。送电开始15min投以明火,点
燃CO,冶炼过程持续170h。
6、冷却:绿碳化硅冶炼炉停炉之后进行自然冷却,然后进行扒炉(卸炉墙,扒乏料),继续
进行自然冷却。
7、出炉分级:绿碳化硅出炉分级是从炉上取下结晶块、石墨,并把一级品、二级品、石墨
等物分开的过程。
8、绿碳化硅出炉分级采用炉外分级法,人工劈开结晶筒,将成块状的结晶筒运往分级场,
进行人工分级。

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