Kā izgatavot silīcija karbīdu?

Oct 31, 2024 Atstāj ziņu

Šeit ir vienkāršots procesa pārskats:

Nepieciešamie materiāli:

Silīcija dioksīds (SiO2)- smiltis vai kvarcs.

Ogleklis (C)- parasti ir naftas koksa vai ogļu veidā.

Aprīkojums:

Augstas temperatūras elektriskā cepeškrāsns.

Acheson procesa posmi:

Partijas sagatavošana:

Sajauciet silīcija dioksīdu un oglekli piemērotā proporcijā (parasti apmēram 1 daļa silīcija dioksīda līdz 2,5 svara daļām oglekļa).

Plīts uzlāde:

Ievietojiet maisījumu cepeškrāsnī. Cepeškrāsns parasti ir liela cilindriska struktūra, kas spēj sasniegt augstu temperatūru.

Siltums:
SiO2+3C→SiC+2CO

Cepeškrāsnī ielieciet spēcīgu strāvu elektrodiem. Temperatūra cepeškrāsnī paaugstinās līdz aptuveni 1 600 - 2 500 grādiem (2 912 - 4 532 grādiem F).

Šajās temperatūrās notiek ķīmiska reakcija, kurā ogleklis reaģē ar silīciju, veidojot silīcija karbīdu un oglekļa monoksīdu kā blakusproduktu:

Dzesēšana un savākšana:

Kad reakcija ir pabeigta, krāsns atdziest. Rezultāts ir silīcija karbīda un nereaģējuša oglekļa maisījums.

Pēc tam silīcija karbīdu var atdalīt, izmantojot fizikālās metodes, un tālāk apstrādāt vai rafinēt atkarībā no vēlamās tīrības un daļiņu izmēra.

Alternatīvas metodes:

Ķīmiskā tvaiku pārklāšana (CVD):Metode, ko galvenokārt izmanto plānu silīcija karbīda kārtiņu ražošanai, silānu (SiH₄) reaģējot ar oglekļa avotu augstā temperatūrā.

Saķepināšana:Silīcija un oglekļa pulveru presēšana veidnē un pēc tam karsēšana, lai iegūtu cietu silīcija karbīdu.

Reaktīvā saķepināšana:Šī metode izmanto reakciju starp silīciju un oglekli augstā temperatūrā un spiedienā.

Lietojumprogrammas:

Silīcija karbīds tiek izmantots dažādos pielietojumos, tostarp pusvadītāju ierīcēs, abrazīvos līdzekļos un kā ugunsizturīgs materiāls, jo tam ir augsta siltumvadītspēja un izturība pret termisko triecienu.