กระบวนการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์

Jul 16, 2026

ฝากข้อความ

ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นสารกัดกร่อนที่สำคัญเนื่องจากมีความแข็งสูง แต่การใช้งานของมันมีมากกว่าสารกัดกร่อนทั่วไป ตัวอย่างเช่น ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง-และค่าการนำความร้อนทำให้เป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับเฟอร์นิเจอร์เตาเผาในเตาเผาแบบอุโมงค์หรือเตาเผาแบบกระสวย และค่าการนำไฟฟ้าทำให้เป็นองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าที่สำคัญ การเตรียมผลิตภัณฑ์ SiC เริ่มต้นด้วยการเตรียมบล็อกการถลุง SiC (หรือเม็ด SiC เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนและความแข็งสูง เม็ด SiC จึงเคยถูกเรียกว่า "carborundum"-แต่สิ่งสำคัญที่ควรทราบก็คือองค์ประกอบของบล็อกนั้นแตกต่างจากคาร์บอรันดัมธรรมชาติ (โกเมน) ในการผลิตทางอุตสาหกรรม โดยทั่วไปบล็อกการถลุง SiC จะทำจากวัตถุดิบ เช่น ควอตซ์และโค้กปิโตรเลียม เสริมด้วยวัสดุรีไซเคิลและวัสดุเหลือใช้ วัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุบด และผสมเพื่อสร้างประจุเตาด้วยสัดส่วนและขนาดอนุภาคที่เหมาะสม (เติมขี้เลื่อยในปริมาณที่เหมาะสมเพื่อปรับการซึมผ่านของประจุ และเติมเกลือในปริมาณที่เหมาะสมเมื่อเตรียมซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว) ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะถูกแปรรูปที่อุณหภูมิสูง

 

อุปกรณ์ระบายความร้อนสำหรับบล็อกถลุง SiC อุณหภูมิสูง-คือเตาไฟฟ้าซิลิคอนคาร์ไบด์โดยเฉพาะ โครงสร้างประกอบด้วยด้านล่างของเตา ผนังส่วนปลายที่มีอิเล็กโทรดฝังอยู่ในพื้นผิวด้านใน ผนังด้านข้างที่ถอดออกได้ และแกนเตา (องค์ประกอบความร้อนที่ใช้พลังงานส่วนกลางของเตา โดยทั่วไปทำจากผงกราไฟท์หรือโค้กปิโตรเลียมที่ติดตั้งในรูปทรงและขนาดเฉพาะที่จุดศูนย์กลางของประจุ ซึ่งมักจะเป็นวงกลมหรือสี่เหลี่ยม โดยปลายทั้งสองข้างเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรด) วิธีการเผาที่ใช้ในเตานี้เรียกกันทั่วไปว่า "การเผาแบบฝังผง" การทำความร้อนจะเริ่มขึ้นทันทีที่มีการใช้ไฟฟ้า โดยอุณหภูมิแกนเตาจะสูงถึงประมาณ 2,500 องศา หรือสูงกว่านั้น (2,600–2,700 องศา ) การสังเคราะห์ SiC เริ่มต้นเมื่อประจุสูงถึง 1,450 องศา (แต่ SiC ส่วนใหญ่จะก่อตัวที่อุณหภูมิมากกว่าหรือเท่ากับ 1,800 องศา) ปล่อย CO อย่างไรก็ตาม ที่มากกว่าหรือเท่ากับ 2,600 องศา SiC จะสลายตัว แต่ Si ที่สลายตัวจะทำปฏิกิริยากับ C ในประจุเพื่อสร้าง SiC มากขึ้น เตาไฟฟ้าแต่ละเตามีหม้อแปลงไฟฟ้า แต่จะมีเพียงเตาเดียวเท่านั้นที่จ่ายไฟในระหว่างการผลิต ช่วยให้สามารถปรับแรงดันไฟฟ้าตามลักษณะโหลดไฟฟ้าเพื่อรักษาพลังงานที่ค่อนข้างคงที่ เตาไฟฟ้ากำลังสูง-ต้องได้รับความร้อนประมาณ 24 ชั่วโมง หลังจากที่ไฟฟ้าดับ ปฏิกิริยาที่สร้าง SiC ก็สิ้นสุดลง หลังจากการทำความเย็นเป็นระยะเวลาหนึ่ง สามารถถอดผนังด้านข้างออกได้ จากนั้นจึงค่อยนำประจุของเตาหลอมออก

ส่งคำถาม