Sposób wytwarzania proszku SiC

Węglik krzemu (SiC)jest substancją nieorganiczną. Ilość naturalnie występującychwęglik krzemuJest bardzo mały. Jest to rzadki minerał nazywany moissanitem.Węglik krzemustosowany w produkcji przemysłowej jest w większości syntetyzowany sztucznie.

Obecnie stosunkowo dojrzałe są przemysłowe metody przygotowaniaproszek węglika krzemuobejmują: (1) Metoda Achesona (tradycyjna metoda redukcji karbotermicznej): połączyć wysokiej czystości piasek kwarcowy lub pokruszoną rudę kwarcową z koksem naftowym, drobnym proszkiem grafitu lub antracytu. Wymieszać równomiernie i podgrzać do temperatury powyżej 2000°C dzięki wysokiej temperaturze generowanej przez elektroda grafitowa do reakcji w celu syntezy proszku α-SiC; (2) Metoda redukcji karbotermicznej w niskiej temperaturze przy użyciu dwutlenku krzemu: Po zmieszaniu drobnego proszku krzemionki i proszku węgla, reakcję redukcji karbotermicznej przeprowadza się w temperaturze od 1500 do 1800°C w celu otrzymania proszku β-SiC o wyższej czystości. Metoda ta jest podobna do metody Achesona. Różnica polega na tym, że temperatura syntezy w tej metodzie jest niższa, a otrzymana struktura krystaliczna jest typu β, ale pozostały nieprzereagowany węgiel i dwutlenek krzemu wymagają skutecznej obróbki odsilikonowania i odwęglenia; (3) Metoda bezpośredniej reakcji krzem-węgiel: bezpośrednia reakcja proszku metalicznego krzemu z proszkiem węgla w celu wytworzenia proszku β-SiC o wysokiej czystości w temperaturze 1000-1400°C. Proszek α-SiC jest obecnie głównym surowcem do wyrobów ceramicznych z węglika krzemu, natomiast β-SiC o strukturze diamentu stosowany jest najczęściej do przygotowania materiałów do precyzyjnego szlifowania i polerowania.

SiCma dwie formy krystaliczne, α i β. Struktura krystaliczna β-SiC to sześcienny układ kryształów, w którym odpowiednio Si i C tworzą sześcienną sieć centrowaną na ścianie; α-SiC ma ponad 100 politypów, takich jak 4H, 15R i 6H, spośród których polityp 6H jest najpowszechniejszy w zastosowaniach przemysłowych. Powszechny. Istnieje pewna zależność stabilności termicznej pomiędzy politypami SiC. Gdy temperatura jest niższa niż 1600°C, węglik krzemu występuje w postaci β-SiC. Gdy temperatura przekracza 1600°C, β-SiC powoli zamienia się w α. - Różne politypy SiC. 4H-SiC można łatwo wygenerować w temperaturze około 2000°C; zarówno politypy 15R, jak i 6H wymagają do łatwego wytworzenia wysokich temperatur powyżej 2100°C; 6H-SiC jest bardzo stabilny nawet w temperaturze przekraczającej 2200°C.