Порошки карбида кремния революционизируют высокотемпературные производственные процессы

Абразивные материалы из карбида кремния (SiC) имеют различную зернистость и часто встречаются как в связке, так и в покрытии. Хотя SiC можно найти в натуральном виде в драгоценных камнях из муассанита, в большинстве случаев для производства SiC используется процесс Ачесона или технология химического осаждения из паровой фазы.

Тугоплавкость, высокая теплопроводность и коррозионная стойкость делают его идеальным материалом для футеровки печей, тиглей и других компонентов сталеплавильного производства.

Улучшенные методы синтеза

Карбид кремния широко известен своей превосходной твердостью (уступающей только алмазу и кубическому нитриду бора), высокой прочностью, химической стабильностью и термостойкостью - качествами, которые делают его основным материалом для производства керамики и огнеупоров. Кроме того, карбид кремния находит широкое применение в высокоэффективных электронных устройствах - в частности, в силовых полупроводниках, полупроводниковых полевых транзисторах на основе оксида металла (MOSFET) и биполярных транзисторах с изолированным затвором (IGBT).

Производители изготавливают карбид кремния путем нагревания смеси кварцевого песка и кокса при очень высоких температурах, пока в результате химической реакции, известной как синтез SiC, не образуются кристаллизованные формы, известные как зеленый или черный SiC в зависимости от степени чистоты. После производства SiC может быть доработан до размеров частиц, предназначенных для конкретных применений, с помощью различных методов синтеза, таких как схема Ачесона, углетермическое восстановление и термическое разложение жидких полимеров - каждый из которых использует энергоемкие процессы нагрева, которые должны достичь температуры реакции для формирования кристаллизованных кристаллов SiC, после чего требуется кислотная промывка и сушка, чтобы завершить производство и затем получить конечную форму.

Автоматизация

Производство карбида кремния начинается со смешивания порошкообразного кокса и кварца, затем через графитовый стержень подается электричество для нагрева до получения рафинированного карбида кремния (SiC) - этот процесс известен как процесс Ачесона.

После подготовки сырья можно использовать различные технологии для превращения порошка в саггар. После формирования саггар подвергается последующей обработке, такой как механическая обработка и нанесение поверхностного покрытия, что обеспечивает его долговечность и устойчивость к химической коррозии при высоких температурах.

Черный порошок карбида кремния становится все более популярным материалом для производства абразивных изделий, таких как шлифовальные круги и режущие инструменты, благодаря своей исключительной твердости и превосходной теплопроводности. Кроме того, этот материал можно встретить в процессах производства полупроводников и диодов в электронной промышленности, а его высокая термостойкость делает его пригодным для изготовления огнеупорных материалов, используемых в печах, обжиговых печах, тиглях в строительстве и металлургии.

Высокотемпературная обработка

Порошок карбида кремния обладает превосходными механическими свойствами, что делает его пригодным для использования при высоких температурах. Твердость и износостойкость делают его очень износостойким, а термическая стабильность, химическая стойкость и электропроводность также делают его очень востребованным.

Производство этого материала включает в себя нагревание смеси кремнезема и кокса при очень высоких температурах в специальной печи, в результате чего их реакция приводит к образованию крупных кристаллов карбида кремния.

После того как карбид кремния сформирован, его необходимо промыть для удаления примесей, а затем высушить с помощью различных методов, таких как сушка горячим воздухом, вакуумная или микроволновая сушка.

После сушки карбид кремния измельчают, сортируют, еще раз измельчают и перерабатывают для конкретных целей. В итоге получается слиток, которому можно придать форму, соответствующую индивидуальным спецификациям - например, производители используют этот слиток для создания форсунок горелок, которые являются неотъемлемым компонентом, обеспечивающим максимальную эффективность распыления топлива.

Устойчивое развитие

Порошок карбида кремния выделяется в сложных производственных условиях своими впечатляющими свойствами, такими как невероятная твердость, отличная теплопроводность и коррозионная стойкость. Поэтому этот материал давно используется в производстве абразивных материалов и электроники, в том числе для резки и полировки металлов или керамической плитки.

Благодаря своей удивительной прочности и остроте алмаз широко используется в абразивной промышленности для производства шлифовальных и отрезных кругов. Производители электроники также в значительной степени полагаются на него благодаря его превосходным теплопроводным свойствам, а также устойчивости к износу и истиранию.

Производство карбида кремния может осуществляться экологически ответственным способом, с использованием возобновляемых источников энергии и систем регенерации отходов для минимизации выбросов парниковых газов. Применяя такие методы, производители могут снизить потребление энергии и сократить эксплуатационные расходы, что особенно актуально в современных условиях роста цен на энергоносители.