Paske SiC poud jwe yon wòl enpòtan nan kwasans yon sèl kristal, nan dènye ane yo, preparasyon an nan gwo -poud SiC pite te piti piti vin yon otspo rechèch nan jaden an nan kwasans sèl kristal SiC.
Gen twa metòd pou fè sentèz SiC poud: premye a se metòd solid-faz, ki sitou gen ladan metòd rediksyon carbothermal, metòd alyaj mekanik, ak pwòp tèt ou -pwopagasyon segondè-metòd sentèz tanperati; dezyèm lan se metòd likid-faz, ki pi reprezantan yo se metòd sol-jèl ak metòd piroliz polymère; ak twazyèm lan se metòd faz gaz-, ki pi reprezantan yo se depo chimik vapè (CVD) ak metòd plasma a.
Solid-Metòd Faz
Metòd rediksyon carbothermal
Metòd rediksyon carbothermal la anjeneral itilize poud silica kòm sous Silisyòm ak nwa kabòn ak coke petwòl kòm sous kabòn. Sous kabòn ak sous Silisyòm yo melanje inifòm nan yon sèten pwopòsyon ak Lè sa a, chofe, epi apre yo fin kenbe nan yon sèten tanperati pou yon peryòd de tan, poud carbure Silisyòm fòme. Paske nan pwosesis senp li yo ak pri ki ba materyèl bwit, li se kounye a metòd ki pi souvan itilize pou pwodiksyon endistriyèl nan carbure Silisyòm.
Kounye a, preparasyon poud SiC pa metòd tradisyonèl rediksyon carbothermal toujou soufri de pwoblèm tankou pite poud ki ba, kontni enpurte segondè, konsomasyon enèji segondè, ak rafineman ensifizan nan poud lan. Sepandan, metòd sa a gen avantaj tankou matyè premyè bon mache, operasyon senp, ak teknoloji ki gen matirite, kidonk li toujou kenbe yon pozisyon dominan nan preparasyon carbure Silisyòm ki ba-bon jan kalite.
Metòd alyaj mekanik
Preparasyon poud carbure Silisyòm pa alyaj mekanik anjeneral itilize enèji ki te pwodwi pa gwo -enèji boul fraisage ankouraje kolizyon mityèl ak difizyon ant reyaktif ak fòme pwodwi a vle. Pandan pwosesis fraisage boul la, anba enpak lokal ekstrèmman wo ak konpresyon ki te pwodwi pa wotasyon gwo -vitès gwo -enèji fraisage boul, sifas ki fèk ekspoze nan patikil konbine youn ak lòt. Gwo -enèji boul fraisage lakòz patikil yo jenere yon gwo kantite defo. Kondwi pa enèji gratis, atòm ant sifas patikil yo gaye youn nan lòt, kidonk fòme yon nouvo faz.
Metòd alyaj mekanik la gen avantaj tankou teknoloji pwodiksyon senp, pri ki ba, ak kapasite pou reyalize pwodiksyon an mas nan poud carbure Silisyòm. Sepandan, paske se sentèz SiC poud pa alyaj mekanik reyalize nan mouvman kolizyon o aza, patikil yo pwodwi anjeneral gen yon distribisyon gwosè patikil laj, ak teknoloji klasifikasyon toujou bezwen ekran materyèl la. An menm tan an, pandan pwosesis la fraisage boul, enpurte ki soti nan medya yo fraisage ak bokal fraisage yo trè fasil prezante, epi paske poud nan matyè premyè anjeneral reyaji nan sifas-a- reyaksyon sifas, reyaksyon enkonplè gen anpil chans rive. An rezime, alyaj mekanik se pa yon metòd ideyal pou sentèz gwo -poud SiC pite.
Metòd Sentèz Tanperati Oto-pwopagasyon segondè-
Metòd sentèz pwòp-pwopagasyon segondè-tanperati a fè pati metòd sentèz solid-faz la. Nan metòd sa a, anba kondisyon yon sous chofaj ekstèn, aktivatè yo ajoute pou reyaksyon chimik reyaktif yo kontinye espontaneman ak kontinyèlman. Sepandan, adisyon a nan aktivateur inevitableman entwodui lòt enpurte. Yo nan lòd yo asire pite a nan pwodwi a, chèchè chwazi ogmante tanperati reyaksyon an epi kontinye chofaj pou kenbe reyaksyon an. Yo rele metòd sa a amelyore pwòp tèt ou -pwopagasyon segondè-metòd sentèz tanperati a.
Metòd sentèz amelyore pwòp tèt ou -pwopagasyon segondè-tanperati a gen yon pwosesis preparasyon senp ak efikasite sentèz segondè, epi li lajman itilize nan endistri yo pwodwi gwo-poud SiC pite. Metòd sa a sèvi ak sous solid Si ak sous C kòm matyè premyè, sa ki lakòz yo reyaji kontinyèlman nan yon tanperati ki wo nan 1400 -2000 degre C, epi finalman jwenn gwo -poud SiC pite. Koulye a, konsantre rechèch la nan metòd la sentèz amelyore pwòp tèt ou-pwopagasyon pou prepare poud SiC se ki jan diminye kontni an eleman N nan poud SiC.
Likid-Metòd Faz
Sol{0}}Metòd jèl
Kounye a, pami metòd faz -likid, se sèlman metòd sol-jèl ki kapab fè sentèz poud SiC ki gen gwo-pite. Pwosesis preparasyon li yo se fonn sèl inòganik oswa alkoksid nan yon sòlvan (dlo oswa alkòl) pou fòme yon solisyon inifòm, jwenn yon sol inifòm, ki se Lè sa a, konvèti nan yon jèl nan siye oswa dezidratasyon, ak Lè sa a, sibi tretman chalè pou jwenn poud ultrafin ki nesesè yo.
Poud carbure Silisyòm sentèz pa metòd sol{0}}jèl te premye itilize pou SINTERING seramik carbure Silisyòm. Avèk amelyorasyon kontinyèl nan pwosesis la, pite a nan poud sentèz la te kontinye ogmante tou. Kounye a, poud SiC prepare pa metòd sol-jèl la ka deja itilize pou kwasans yon sèl kristal. Metòd sol-jèl la ka prepare gwo-pite, ultrafin SiC poud, men pri preparasyon an relativman wo ak pwosesis sentèz la konplèks, kidonk li pa apwopriye pou pwodiksyon endistriyèl.
Metòd piroliz polymère
Metòd piroliz polymère a sitou pwodui poud SiC pa dekonpoze polymère òganik nan tanperati ki wo. Metòd sentèz sa a sitou divize an de kategori: youn ap chofe yon précurseur pou sibi yon reyaksyon dekonpozisyon ak lage ti monomè, fòme SiO2 ak C, ak Lè sa a, prepare SiC poud nan reyaksyon rediksyon carbothermal; lòt la ap chofe yon précurseur pou lage yon eskèlèt monomè Si-C, finalman fòme poud SiC. Te gen anpil etid ki gen rapò sou metòd la piroliz polymère nan ane 1990 yo, men nan dènye ane yo kèk chèchè enpòtan te mansyone li, sitou paske nan to konvèsyon pwodwi ki ba li yo, pri trè wo materyèl bwit, ak relativman gwo polisyon.
Gaz-Metòd Faz
Metòd Depozisyon Vapè Chimik (CVD)
Metòd CVD a jwenn ultrafin, gwo{0}}pite Si poud atravè reyaksyon segondè-tanperati gaz yo. Sous Si a jeneralman chwazi nan SiH4 ak SiCl4, elatriye, ak sous C a jeneralman chwazi nan CH4, C2H2, ak CCl4, elatriye, pandan y ap gaz tankou (CH3) 2SiCl2 ak Si (CH3) 4 ka bay tou de sous la Si ak sous la C an menm tan an. Pite gaz sa yo pi wo pase 99.9999%.
Kounye a, metòd CVD a sitou itilize sous gaz òganik kòm matyè premyè. Metòd sa a mande pou kontwole egzak to koule ekipman an, e li gen kondisyon trè wo pou pite sous gaz sentèz ak pati entèn grafit. An menm tan an, paske gen anpil by-pwodwi nan reyaksyon chimik la, gaz korozif ak toksik tankou klori yo trè fasil pwodwi, mete gwo demand sou operatè yo ak ekipman, ak Se poutèt sa pri pwodiksyon yo tou rete wo. Anplis de sa, poud lan sentèz pa metòd sa a se nanokal ultrafine poud, ki pa fasil pou kolekte. Epitou, akòz limit yo nan depo chimik vapè tèt li, to sentèz la relativman dousman, e kounye a li pa ka reyalize gwo -pwodiksyon echèl gwo-poud SiC pite.
Metòd Plasma
Metòd plasma a se pase gaz reyaksyon nan yon veso plasma eksite pa yon sous kouran frekans radyo{0}. Gaz yo reyaji youn ak lòt anba kolizyon ak elektwon gwo-vitès, finalman jwenn gwo-poud SiC pite. Sous gaz yo itilize nan metòd plasma a se menm jan ak metòd CVD la, ak pite gaz la tou pi wo pase 99.9999%.
Metòd plasma a ka fè sentèz gwo -poud SiC pite, ak distribisyon gwosè patikil poud lan inifòm, san pwoblèm polisyon. Sepandan, gwosè patikil poud sentèz la twò piti pou satisfè egzijans kwasans kristal sèl, ak plis pwosesis bezwen anvan li ka itilize pou kwasans kristal. Anplis de sa, ekipman an gen yon lavi sèvis kout ak gwo pri.