Achoimre ar Phróiseas Déantúsaíochta Carbide Sileacain (SiC).

Comhdhúile sileacainis gnách go dtáirgtear scríobaigh trí úsáid a bhaint as cóc Grianchloch agus peitriliam mar phríomh-amhábhair. Sa chéim ullmhúcháin, déantar próiseáil mheicniúil ar na hábhair seo chun an méid cáithníní atá ag teastáil a bhaint amach sula ndéantar iad a chomhréiteach go ceimiceach i muirear foirnéise.Chun tréscaoilteacht an mhuirir foirnéise a rialáil, cuirtear méid cuí min sáibh leis le linn an mheascadh. Le haghaidh táirgeadh chomhdhúile sileacain glas, tá cainníocht áirithe salainn ionchorpraithe freisin i muirear na foirnéise.

Déantar an muirear foirnéise a luchtú isteach i bhfoirnéis friotaíochta de chineál baisc, a bhfuil na ballaí deiridh ag an dá cheann le leictreoidí graifíte suite in aice leis an ionad. Ceanglaíonn an croí-chorp foirnéise an dá leictreoid, timpeallaithe ag ábhair luchtaithe foirnéise imoibríoch, agus clúdaíonn ábhair inslithe an imlíne seachtrach. Le linn oibriú, téann cumhacht leictreach croí na foirnéise chuig teochtaí idir 2600-2700°C. Aistrítear teasa ón gcroí-dhromchla go dtí na hábhair luchta, a théann faoi imoibrithe ceimiceacha, tar éis dul thar 1450 ° C, chun cairbíd sileacain a fhoirmiú agus aonocsaíd charbóin á scaoileadh.

De réir mar a leanann an próiseas ar aghaidh, leathnaíonn an crios ardteochta, ag cruthú níos mó criostail chomhdhúile sileacain de réir a chéile. Galaíonn na criostail seo, téann siad ar imirce, agus fásann siad laistigh den fhoirnéis, ag comhdhlúthú ar deireadh i mais criostalaithe sorcóireach. Bíonn teochtaí os cionn 2600 ° C i mballaí istigh an mais seo, rud a fhágann dianscaoileadh a scaoileann sileacain, a chomhcheanglaíonn ansin le carbón chun cairbíd sileacain nua a fhoirmiú.

Athraíonn an dáileadh cumhachta leictreach thar thrí chéim oibríochta:

Céim 1.Initial: Úsáidtear go príomha le haghaidh muirear foirnéise téimh

Céim 2.Intermediate: Comhréir mhéadaithe le haghaidh foirmiú chomhdhúile sileacain

Céim 3.Final: Is mó caillteanas teirmeach

Forbraítear caidrimh ama cumhachta is fearr chun éifeachtúlacht theirmeach a uasmhéadú, le tréimhsí oibríochta tipiciúil thart ar 24 uair an chloig le haghaidh foirnéisí ar scála mór chun comhordú sreabhadh oibre a éascú.

Le linn oibríochta, tarlaíonn imoibrithe tánaisteacha a bhaineann le neamhíonachtaí agus salainn éagsúla, rud a fhágann díláithriú ábhar agus laghdú toirte. Éalaíonn an aonocsaíd charbóin a tháirgtear mar thruailleán atmaisféarach. Tar éis múchadh cumhachta, leanann imoibrithe iarmharacha ar feadh 3-4 uair an chloig de bharr táimhe teirmeach, cé go bhfuil déine laghdaithe go suntasach. De réir mar a thagann laghdú ar theocht an dromchla, éiríonn dó neamhiomlán aonocsaíde carbóin níos suntasaí, rud a éilíonn bearta sábháilteachta ceirde leanúnacha.

Tá na comhpháirteanna seo a leanas sna hábhair iar-fhoirnéise ó na sraitheanna seachtracha agus inmheánacha:

(1) ‌Ábhar luchtaithe neamhimoibrithe‌

Tá codanna den lucht a dteipeann orthu teocht an imoibrithe a bhaint amach le linn bruithnithe fós támh, ag feidhmiú mar insliú amháin. Tugtar an banna inslithe ar an gcrios seo. Tá difríocht shuntasach idir na modhanna comhdhéanamh agus úsáide agus an limistéar imoibrithe. Is éard atá i gceist le próisis áirithe ná luchtú úr a luchtú isteach i réimsí sainiúla banna inslithe le linn luchtú na foirnéise, a aisghabhtar i ndiaidh bruithnithe agus a chumasctar isteach i muirear imoibrithe mar ábhar cailcínithe. De rogha air sin, is féidir cóireáil athghiniúna a dhéanamh ar ábhar banna inslithe neamh-imoibrithe trí chóc agus min sáibh a chur leis lena athúsáid mar mhuirear ídithe.

(2) ‌ciseal ocsaídithe de chomhdhúile sileacain

Is éard atá sa chiseal leath-imoibrithe seo go príomha carbón neamh-imoibrithe agus shilice (20-50% a tiontaíodh cheana féin go SiC). Déanann deilbhíocht athraithe na gcomhpháirteanna seo idirdhealú idir iad agus lucht ídithe. Cruthaíonn an meascán silica-charbóin comhiomláin éagruthacha liath-buí le comhtháthú scaoilte, ag smidiríní go héasca faoi bhrú - murab ionann agus lucht ídithe áit a gcoinníonn an shilice gráinneacht bhunaidh.

(3) ‌ciseal nasctha‌

Crios idirthréimhseach dlúth idir an ciseal ocsaídithe agus an crios éagruthach, ina bhfuil ocsaídí miotail 5-10% (Fe, Al, Ca, Mg). Áirítear le comhdhéanamh na céime silica/carbón neamh-imoibrithe (40-60% SiC) agus comhdhúile sileacáit. Éiríonn dúshlánach idirdhealú a dhéanamh idir na sraitheanna cóngaracha mura mbíonn eisíontais flúirseach, go háirithe i bhfoirnéisí SiC dubha.

(4) ‌Crios éagruthach‌

β-SiC ciúbach den chuid is mó (70-90% SiC) le carbón/sileacán iarmharach (ocsaídí miotail 2-5%). Grumbles an t-ábhar friable go héasca i púdar. Táirgeann foirnéisí Black SiC criosanna dubha éagruthacha, agus táirgeann foirnéisí glasa SiC leaganacha buí-uaine - uaireanta le grádáin datha. Féadfaidh cáithníní garbh-silice nó cóc ísealcharbóin struchtúir phóiriúla a chruthú.

(5) ‌SiC den ghrád tánaisteach‌

Comhdhéanta de chriostail α-SiC (íonachta 90-95%) ró-leochaileach le húsáid scríobach. Ar leith ó β-SiC éagruthach (púdaireacht, dull), taispeántais de ghrád tánaisteach lattices criostail heicseagánach le luster scáthán-mhaith. Tá an deighilt idir gráid tánaisteacha agus bunscoileanna feidhmiúil amháin, cé go bhféadfadh struchtúir phóiriúla a choinneáil sa chéad cheann.

(6) ‌Criostal SiC den ghrád bunscoile

Príomhtháirge na foirnéise: criostail ollmhór α-SiC (> íonacht 96%, 50-450mm tiubh). Tá cuma dubh nó glas ar na bloic seo atá pacáilte go docht, agus athraíonn tiús na foirnéise agus an áit ina bhfuil siad.

(7) ‌Croílár foirnéise graifíte‌

In aice leis an sorcóir criostalach, cruthaíonn SiC macasamhla graifíte de struchtúir bhunaidh criostail. Is éard atá sa chroí istigh ná graifít réamh-luchtaithe le graifít feabhsaithe tar éis rothaíocht theirmeach. Déantar an dá chineál graifíte a athchúrsáil mar chroí-ábhar le haghaidh baisceanna foirnéise ina dhiaidh sin.