金蒙新材為您講解碳化硅是怎么合成的?詳解二
1.碳化硅合成電爐
爐子長(zhǎng)度為7~17m,寬度為1.8~4m,高度1.7~3m。長(zhǎng)方形電極塊固定在兩個(gè)端墻上,并要伸入到爐子內(nèi)部。為了防止電極的氧化,在電極塊上涂上涂料。
爐芯是由焦炭塊構(gòu)成,粒度為50~100mm,是用以通電的。爐子功率一般為750~2500kW,每1kgSiC電耗為7~9kW.h,生產(chǎn)周期升溫時(shí)間為26~36h,冷卻24h。
2.碳化硅合成工藝
(1)配料計(jì)算式中,C為碳含量,Si02為二氧化硅含量,M=37.5。碳的加入量允許過(guò)量5%。爐內(nèi)配料的重量比見表9-3。加入食鹽的目的是為了排除原料的鐵、鋁等雜質(zhì),加人木屑是便于排除生成的一氧化碳。
(2)生產(chǎn)操作:
采用混料機(jī)混料,控制水分為2%~3%,混合后料容重為1.4~1.6g/cm3。裝料順序是在爐底先鋪上一層未反應(yīng)料,然后添加新配料到一定高度(約爐芯到爐底的二分之一),在其上面鋪一層非晶形料,然后繼續(xù)加配料至爐芯水平。爐芯放在配料制成的底盤上,中間略凸起以適應(yīng)在爐役過(guò)程中出現(xiàn)的塌陷。爐芯上部鋪放混好的配料,同時(shí)也放非晶質(zhì)料或生產(chǎn)未反應(yīng)料,爐子裝好后形成中間高、兩邊低(與爐墻平)。爐子裝好后即可通電合成,以電流電壓強(qiáng)度來(lái)控制反應(yīng)過(guò)程。當(dāng)爐溫升到1500℃時(shí),開始生成β-SiC,從2100℃開始轉(zhuǎn)化成α-SiC,2400℃全部轉(zhuǎn)化成α-SiC。合成時(shí)間為26~36h,冷卻24h后可以澆水冷卻,出爐后分層、分級(jí)揀選。破碎后用硫酸酸洗,除掉合成料中的鐵、鋁、鈣、鎂等雜質(zhì)。
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