碳化硅的制作工艺

如题所述

由于天然含量甚少,碳化硅主要多为人造。常见的方法是将石英砂与焦炭混合,利用其中的二氧化硅和石油焦,加入食盐和木屑,置入电炉中,加热到2000°C左右高温,经过各种化学工艺流程后得到碳化硅微粉。
碳化硅(SiC)因其很大的硬度而成为一种重要的磨料,但其应用范围却超过一般的磨料。例如,它所具有的耐高温性、导热性而成为隧道窑或梭式窑的首选窑具材料之一,它所具有的导电性使其成为一种重要的电加热元件等。制备SiC制品首先要制备SiC冶炼块[或称:SiC颗粒料,因含有C且超硬,因此SiC颗粒料曾被称为:金刚砂。但要注意:它与天然金刚砂(也称:石榴子石)的成分不同。在工业生产中,SiC冶炼块通常以石英、石油焦等为原料,辅助回收料、乏料,经过粉磨等工序调配成为配比合理与粒度合适的炉料(为了调节炉料的透气性需要加入适量的木屑,制备绿碳化硅时还要添加适量食盐)经高温制备而成。高温制备SiC冶炼块的热工设备是专用的碳化硅电炉,其结构由炉底、内面镶有电极的端墙、可卸式侧墙、炉心体(全称为:电炉中心的通电发热体,一般用石墨粉或石油焦炭按一定的形状与尺寸安装在炉料中心,一般为圆形或矩形。其两端与电极相连)等组成。该电炉所用的烧成方法俗称:埋粉烧成。它一通电即为加热开始,炉心体温度约2500℃,甚至更高(2600~2700℃),炉料达到1450℃时开始合成SiC(但SiC主要是在≥1800℃时形成),且放出co。然而,≥2600℃时SiC会分解,但分解出的si又会与炉料中的C生成SiC。每组电炉配备一组变压器,但生产时只对单一电炉供电,以便根据电负荷特性调节电压来基本上保持恒功率,大功率电炉要加热约24 h,停电后生成SiC的反应基本结束,再经过一段时间的冷却就可以拆除侧墙,然后逐步取出炉料。
高温煅烧后的炉料从外到内分别是:未反应料(在炉中起保温作用)、氧碳化硅羼(半反应料,主要成分是C与SiO。)、粘结物层(是粘结很紧的物料层,主要成分是C、SiO2、40%~60%SiC以及Fe、Al、Ca、Mg的碳酸盐)、无定形物层(主要成分是70%~90%SiC,而且是立方SiC即β-sic,其余是C、SiO2及Fe、A1、Ca、Mg的碳酸盐)、二级品SiC层(主要成分是90%~95%SiC,该层已生成六方SiC即口一SiC,但结晶体较小、很脆弱,不能作为磨料)、一级品SiC层(SiC含量<96%,而且是六方SiC即口一SiC的粗大结晶体)、炉芯体石墨。在上述各层料中,通常将未反应料和一部分氧碳化硅层料作为乏料收集,将氧碳化硅层的另一部分料与无定形物、二级品、部分粘结物一起收集为回炉料,而一些粘结很紧、块度大、杂质多的粘结物则抛弃之。而一级品则经过分级、粗碎、细碎、化学处理、干燥与筛分、磁选后就成为各种粒度的黑色或绿色的SiC颗粒。要制成碳化硅微粉还要经过水选过程;要做成碳化硅制品还要经过成型与结烧的过程。

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第1个回答  2019-03-25

  种碳化硅微粉的生产工艺,其特征在于,其步骤如下:

(1)取碳化硅原料,经破碎机中碎,并筛分至不大于5mm的碳化硅颗粒,再用整形机对其进行整形至不大于2mm的碳化硅颗粒,且其中椭圆形颗粒占80%以上,再对其进行酸洗除杂,干燥;

(2)将上述干燥后的碳化硅颗粒用磨粉机粉碎成d50=9.5-11.5μm的碳化硅粉,粉碎时,磨粉机主机电流设定为65-75A,风机流量设定为40-50m3/min,分析机转速为400--600转/分;

(3)
然后用涡流式气流分级机对碳化硅粉进行分级,分级时,涡流式气流分级机的风机流量为25-43m3/min,分级轮转速为2600--3300转/分,从分级口分出粒度ds94=6.5-5.5μm的成品A,旋风口分出ds94≤5.5μm的半成品;

(4)将涡流式气流分级机旋风口分出的半成品用叶轮式气流分级机再进行二次分级,分级时,叶轮式气流分级机的风机流量为25-10m3/min,分级轮转速为1300--1700转/分,从分级口分出粒度为ds94=4.5-3.0μm的成品B,旋风口则分出副产品。

  筛分

筛分就是把颗粒、粉末分成大小不同的粒子段。单台TS振动筛分机可配至4层筛网,能连续分选出2-5个粒级并控制较窄的粒度范围。

  筛出杂质

高性能筛机在高流量处理过程中,能迅速清除百分含量低的大颗粒或小颗粒浆渣分离。TS振动筛分机能把各类浆液中的非溶性固体物质迅速清除,并连续排渣

第2个回答  2019-05-30
常见的方法是将石英砂与焦炭混合,利用其中的二氧化硅和石油焦,加入食盐和木屑,置入电炉中,加热到2000°C左右高温,经过各种化学工艺流程后得到碳化硅微粉。碳化硅(SiC)因其很大的硬度而成为一种重要的磨料,但其应用范围却超过一般的磨料。
第3个回答  2019-03-13

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