Tecnología de fabricación de carburo de silicio
El carburo de silicio (SiC) se ha convertido en un abrasivo importante debido a su enorme dureza, pero su rango de aplicación supera a los abrasivos comunes. Por ejemplo, su resistencia a altas temperaturas y su conductividad térmica lo convierten en uno de los materiales preferidos para muebles de hornos de túnel o hornos lanzadera, y su conductividad eléctrica lo convierte en un importante elemento calefactor eléctrico. Para preparar productos de SiC, primero se debe preparar frita de SiC [o material granular de SiC]. Debido a que contiene C y es muy duro, los materiales granulares de SiC alguna vez se llamaron esmeril. Pero cabe destacar que su composición es diferente a la del esmeril natural (también conocido como granate). En la producción industrial, los bloques de fundición de carburo de silicio generalmente se fabrican a partir de materias primas como coque estacional y de petróleo, complementados con materiales reciclados y materiales de desecho. Después de la molienda y otros procesos, se preparan en materiales de horno con proporciones razonables y tamaños de partículas adecuados (en). Para ajustar la permeabilidad de los materiales del horno, es necesario agregar una cantidad adecuada de aserrín y una cantidad adecuada de sal al preparar carburo de silicio verde) y prepararlo a alta temperatura. El equipo térmico para preparar frita de SiC a alta temperatura es un horno eléctrico especial de carburo de silicio. Su estructura consta de un fondo del horno, una pared terminal con electrodos incrustados en la superficie interior, una pared lateral desmontable y un núcleo del horno (nombre completo: Elemento calefactor cargado en el centro del horno eléctrico. Generalmente, el polvo de grafito o el coque de petróleo se instala en el centro de la carga de acuerdo con una determinada forma y tamaño, generalmente redondo o rectangular, con ambos extremos conectados a los electrodos). El método de sinterización utilizado en este horno eléctrico se conoce comúnmente como sinterización de polvo enterrado. Tan pronto como se enciende la energía, comienza la calefacción. La temperatura del núcleo del horno es de alrededor de 2500 ℃ o incluso superior (2600 ~ 2700 ℃). Cuando la carga alcanza los 1450°C, se sintetiza SiC (pero el SiC se forma principalmente a ≥1800°C) y se libera co. Pero cuando la temperatura es ≥2600°C, el SiC se descompondrá, pero el Si descompuesto reaccionará con el C en la carga para formar SiC. Cada grupo de hornos eléctricos está equipado con un transformador, pero solo un horno eléctrico suministra energía durante la producción. De esta manera, el voltaje se puede ajustar de acuerdo con las características de la carga eléctrica y básicamente mantener la potencia constante. Un horno eléctrico de alta potencia debe calentarse durante aproximadamente 24 horas y la reacción para generar SiC básicamente se completa después de un corte de energía. Después de un período de enfriamiento, se pueden quitar las paredes laterales y luego se puede sacar gradualmente el equipaje.
Los materiales del horno después de la calcinación a alta temperatura son de afuera hacia adentro: materiales sin reaccionar (que desempeñan un papel de preservación del calor en el horno) y óxido de carburo de silicio (materiales semirreaccionados, los componentes principales son C y SiO). ), capa de unión (una capa de material fuertemente unida, los componentes principales son C, SiO2, 40% ~ 60% SiC y carbonato de Fe, Al, Ca, Mg), capa amorfa (el componente principal es 70% ~ 90% SiC, y es SiC cúbico, es decir, β-sic, y el resto es carbonato de C, SiO2_2 y Fe, A1, Ca, Mg), capa secundaria de SiC (el componente principal es 90% ~ 95% SiC, el SiC hexagonal ha sido generado, pero el cristal es pequeño y frágil, por lo