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碳化矽工藝過程簡述

文章出處:亞泰磨料點擊率:發布時間:19-02-09

  碳化矽工藝過程簡述(一)

  碳化矽磨料通常以石英、石油焦炭為主要原料。它們在備料工序中經過機械加工,成為合適的粒度,然後按照化學計算,混合成為爐料。磨料調節爐料的透氣性,在配爐料時要加適量的木屑。製煉綠碳化矽時,爐料中還要加適量的食鹽。

  爐料裝在間歇式電阻爐內。電阻爐兩端是端牆,近中心處有石墨電極。爐芯體即連於兩電極之間。爐芯周圍裝的是參加反應的爐料,外部則是保溫料。製煉時,電爐供電,爐芯體溫度上升,達到2600~2700℃。電熱通過爐芯表麵傳給爐料,使之逐漸加熱,達到1450℃以上時,即發生化學反應,生成碳化矽,並逸出一氧化碳。隨著時間的推移,爐料高溫範圍不斷擴大,形成的碳化矽也越來越多。它在爐內不斷形成,蒸發移動,結晶長大,聚集成為一個圓筒形的結晶筒。結晶筒的內壁因受高溫,超過2600℃的部分就開始分解。分解出的矽又與爐料中的碳結合而成為新的碳化矽。爐自送電初期,電熱主要部分用於加熱爐料,而用以形成碳化矽的熱量隻是較少的一部分。送電中期,形成碳化矽所用的熱量所占比例較大。送電後期,熱損失占主要部分。調整送電功率與時間的關係,優選出最有利的停電時間,以期獲得最好的電熱利用率。大功率電阻爐通常選擇送電時間在24小時左右,以利作業安排。在此基礎上,調整電爐功率與爐子規格的關係。

  電阻爐送電過程中,除了形成碳化矽這一基本反應外,爐料中各種雜質也發生一係列化學的和物理的變化,並發生位移。食鹽亦然。爐料在製煉過程中不斷減少,爐料表麵變形下沉。反應所形成的一氧化碳則彌漫於大氣中,成為汙染周圍大氣的有害成分。

  停電後,反應過程基本結束。但由於爐子很大,蓄熱量就很大,一時冷卻不了,爐內溫度還足以引起化學反應,因此,爐表麵仍繼續有少量一氧化碳逸出。對於大功率電爐來說,延續的殘餘反應可達3~4小時。這時的反應比起送電時的反應來說,是微不足道的。但因為當時爐表麵溫度已經下降,一氧化碳燃燒更不徹底。從勞動保護角度來說,仍應予以足夠重視。

  停電後經過一段時間冷卻,就可以拆除爐牆,然後逐步取出爐內各種物料。