Kuidas ränikarbiidi toodetakse
Ränikarbiid (SiC)on räni ja süsiniku ühend. See on tuntud oma kõvaduse, tugevuse ning kulumis- ja korrosioonikindluse poolest. Ränikarbiidi võib leida mitmesugustes vormides, alates kristalsest kuni amorfse, ning seda kasutatakse tavaliselt sellistes tööstusharudes nagu pooljuhid, tulekindlad materjalid ja abrasiivid. Aga kuidas täpselt SiC-d toodetakse?
SiC sünteesiks on mitu meetodit, sealhulgas Achesoni protsess, Lely protsess ja modifitseeritud Lely protsess. Achesoni protsess, mille leiutas Edward Acheson 1891. aastal, on vanim ja kõige sagedamini kasutatav meetod ränikarbiidi tootmiseks. See hõlmab reaktsiooni ränidioksiidi (SiO2) ja süsiniku vahel, mida kuumutatakse elektriahjus kõrge temperatuurini. Reaktsiooni tulemusel moodustub ränidioksiid, aga ka teised ühendid, nagu ränidioksiid ja süsinikmonooksiid.
Lely protsess, mille Jan Anthony Lely töötas välja 1950. aastatel, on spetsiaalne tehnika kõrgekvaliteediliste SiC kristallide loomiseks. Meetod hõlmab räni ja süsiniku segu kuumutamist nende sulamistemperatuuridest kõrgemal, et moodustada vedelik, mis seejärel aeglaselt jahutatakse, et võimaldada SiC kristallide kasvamist. Selle protsessiga saab toota suuri ränikarbiidi üksikkristalle, mis on väga puhtad ja kvaliteetsed. Teine ränikarbiidi sünteesimeetod on modifitseeritud Lely protsess, mis hõlmab väikese koguse boori või alumiiniumi lisamist räni-süsiniku segule. Selle tulemusena moodustub aSiCkõrgema dopingukontsentratsiooniga kristall, mis muudab selle kasulikuks elektroonilistes rakendustes.
SiC tootmiseks on ka mitmeid muid tehnikaid, näiteks keemilise aurustamise-sadestamise (CVD) meetod ja sool-geelprotsess. Neid meetodeid kasutatakse sageli elektroonikatööstuses kasutatavate õhukeste SiC kilede tootmiseks.
Kokkuvõtteks võib öelda, et ränikarbiidi saab valmistada erinevate meetodite abil, millest igaühel on oma eelised ja puudused. Achesoni protsess on oma lihtsuse ja usaldusväärsuse tõttu endiselt kõige laialdasemalt kasutatav meetod, samas kui Lely protsessi kasutatakse kvaliteetsete kristallide loomiseks spetsiaalsetes rakendustes. Oma ainulaadsete omaduste ja laia kasutusalaga on SiC jätkuvalt oluline materjal kaasaegses tööstuses.
JIYGO REFRACTORY & ABRASIVE LIMITED