Procesul de producție de carbură de siliciu
Dec 20, 2025
Carbura de siliciu (SiC) este un material semiconductor de înaltă{0}}performanță utilizat pe scară largă în electronica de putere, optoelectronica și dispozitivele cu frecvență radio datorită rezistenței sale excelente la temperatură-înaltă, rezistență la tensiune înaltă-și caracteristicilor de-frecvență înaltă. Procesul de producție a carburii de siliciu include în principal următorii pași:
Pregătirea materiilor prime: principalele materii prime pentru producția de carbură de siliciu sunt pulberea de siliciu de înaltă{0}}puritate și pulberea de carbon. Puritatea pulberii de siliciu este de obicei necesară să fie peste 99,999%, în timp ce pentru pulberea de carbon trebuie utilizat grafit de puritate ridicată sau cocs de petrol. Puritatea materiilor prime afectează direct performanța produsului final.
Amestecare și turnare: pulberea de siliciu și pulberea de carbon sunt amestecate într-o anumită proporție, de obicei cu un raport molar carbon-la-siliciu controlat la aproximativ 1:1. Pulberea amestecată este apoi presată într-un corp verde. Turnarea se poate face prin presare la rece sau presare la cald, in functie de cerintele proceselor ulterioare.
Sinteză de-reacție la temperatură înaltă: corpul verde turnat este supus sintezei de reacție într-un cuptor cu temperatură-înaltă, cu temperatura controlată de obicei între 1600-2500 de grade . În timpul acestui proces, siliciul și carbonul reacționează chimic pentru a forma carbură de siliciu. Timpul de reacție variază de la câteva ore la zeci de ore, în funcție de tipul cuptorului și de parametrii procesului.
Zdrobire și clasificare: blocurile de carbură de siliciu sintetizată trebuie zdrobite și clasificate pentru a obține pulbere de carbură de siliciu cu dimensiunea necesară a particulei. Echipamentele de zdrobire includ de obicei concasoare cu falci sau mori cu bile, în timp ce clasificarea se realizează prin cernere sau clasificare cu aer.
Tratament de purificare: pentru a elimina impuritățile introduse în timpul sintezei, pulberea de carbură de siliciu necesită spălare cu acid sau purificare la temperatură înaltă-. Spălarea acidă folosește de obicei acid clorhidric sau acid fluorhidric, în timp ce purificarea la temperatură înaltă-se realizează într-o atmosferă inertă la temperaturi care depășesc 2000 de grade .
Sinterizare și densificare: pentru aplicațiile care necesită carbură de siliciu cu densitate mare-, pulberea trebuie să fie supusă sinterizării. Metodele de sinterizare includ sinterizarea fără presiune, presarea la cald și presarea izostatică la cald. Temperaturile de sinterizare sunt de obicei între 1800-2200 de grade, iar adăugarea de ajutoare de sinterizare, cum ar fi borul sau aluminiul, poate promova densificarea.
Prelucrare și testare: semifabricatul din carbură de siliciu sinterizat necesită prelucrare (cum ar fi tăierea, șlefuirea și lustruirea) pentru a atinge cerințele finale dimensionale și de precizie a suprafeței. După procesare, sunt necesare teste riguroase de performanță, inclusiv densitate, duritate, conductivitate termică și proprietăți electrice.
