Phương pháp điều chế bột SiC

Cacbua silic (SiC)là chất vô cơ. Lượng xuất hiện tự nhiêncacbua silicrất nhỏ. Nó là một loại khoáng chất quý hiếm và được gọi là moissanite.cacbua silicđược sử dụng trong sản xuất công nghiệp chủ yếu được tổng hợp nhân tạo.

Hiện nay, các phương pháp công nghiệp tương đối hoàn thiện để chuẩn bịbột cacbua silicbao gồm các phương pháp sau: (1) Phương pháp Acheson (phương pháp khử cacbon nhiệt truyền thống): kết hợp cát thạch anh có độ tinh khiết cao hoặc quặng thạch anh nghiền với than cốc dầu mỏ, than chì hoặc bột mịn antraxit Trộn đều và đun nóng đến trên 2000°C nhờ nhiệt độ cao được tạo ra bởi điện cực than chì để phản ứng tổng hợp bột α-SiC; (2) Phương pháp khử cacbon nhiệt độ thấp bằng silicon dioxide: Sau khi trộn bột mịn silica và bột carbon, phản ứng khử cacbon nhiệt được thực hiện ở nhiệt độ 1500 đến 1800 ° C để thu được bột β-SiC có độ tinh khiết cao hơn. Phương pháp này tương tự như phương pháp Acheson. Sự khác biệt là nhiệt độ tổng hợp của phương pháp này thấp hơn và cấu trúc tinh thể thu được là loại β, nhưng có cacbon và silicon dioxide không phản ứng còn lại đòi hỏi phải xử lý khử silic và khử cacbon hiệu quả; (3) Phương pháp phản ứng trực tiếp silicon-carbon: phản ứng trực tiếp bột silicon kim loại với bột carbon để tạo ra độ tinh khiết cao ở bột β-SiC 1000-1400°C. Bột α-SiC hiện là nguyên liệu chính cho các sản phẩm gốm cacbua silic, trong khi β-SiC có cấu trúc kim cương chủ yếu được sử dụng để chế tạo vật liệu mài và đánh bóng chính xác.

SiCcó hai dạng tinh thể là α và β. Cấu trúc tinh thể của β-SiC là hệ tinh thể lập phương, với Si và C lần lượt tạo thành mạng lập phương tâm mặt; α-SiC có hơn 100 polytype như 4H, 15R và 6H, trong đó polytype 6H là loại phổ biến nhất trong các ứng dụng công nghiệp. Một cái phổ biến. Có một mối quan hệ ổn định nhiệt nhất định giữa các polytype của SiC. Khi nhiệt độ thấp hơn 1600°C, cacbua silic tồn tại ở dạng β-SiC. Khi nhiệt độ cao hơn 1600°C, β-SiC từ từ chuyển thành α. - Nhiều loại SiC. 4H-SiC dễ dàng được tạo ra ở nhiệt độ khoảng 2000°C; cả hai loại polytype 15R và 6H đều yêu cầu nhiệt độ cao trên 2100°C để dễ dàng tạo ra; 6H-SiC rất ổn định ngay cả khi nhiệt độ vượt quá 2200°C.