Herstellungsmethoden von Siliziumkarbid (SiC) Mikro-Pulver

Siliziumkarbid (SiC) zeichnet sich durch hohe Härte, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturempfindlichkeit und Oxidationsbeständigkeit aus. Es wird häufig in der Metallurgie, Luft- und Raumfahrt, Katalysatorträgern, technischen Keramiken, Schleifmitteln und Maschinenbau eingesetzt. Seine extreme Härte spielt eine wichtige Rolle in der Elektronikindustrie, beispielsweise beim Chip-Schneiden. Hochreines, ultrafeines, gleichmäßiges und bindemittelfreies Siliziumkarbidpulver ist die entscheidende Voraussetzung für die Herstellung von Hochleistungs-SiC-Produkten.

Herstellungsmethoden für SiC können in Festphasen, Flüssigphasen, und Gasphasen Verfahren eingeteilt werden, basierend auf den physikalischen und chemischen Zuständen der Ausgangsmaterialien.

Festphasemethoden

Kohlenstoffreduktionsmethode

Das kohlenstoffreduktive Verfahren produziert im Wesentlichen Karbide oder Metalle durch Reduktion von Metalloxiden mit Kohlenstoff bei hohen Temperaturen. Frühere Prozesse mischten einfach Quarz mit Kohlenstoffschwarz, was zu langen Reaktionszeiten und zu hohen Reaktionstemperaturen führte.

Mechanisches Mahlen

Die mechanische Mahlmethode verwendet mechanische Kraft, um innere Defekte in Pulverkörnern zu erweitern. Äußere Kräfte brechen die intermolekularen Bindungen im Material, spalten es auf und schaffen neue Grenzflächen. Typischerweise durchläuft das Rohmaterial ein Hochenergie-Mahlen, bei dem größere Partikel nach einem Aufprall in kleinere Partikel mit höherer spezifischer Oberfläche zerbrochen werden. Die Kombination aus Aufprall-, Extrusions-, Scher- und Schleifkräften ist ein effektiver Ansatz zur Herstellung von Siliziumkarbid-Mikropulver.

Selbsterhaltende Hochtemperatur-Synthese (SHS)

Auch bekannt als Verbrennungssynthese, nutzt SHS die intensive exotherme Wärme chemischer Reaktionen zwischen Reaktanten, um Selbstheizung und Selbstausbreitung zu erreichen und das Zielmaterial zu produzieren. Es bietet Vorteile wie Energieeinsparung, hohe Effizienz und niedrige Kosten.

Flüssigphasen-Methoden

Polymerpyrolyse-Methode
Dieses Verfahren erhitzt Polymere wie Polysilan, wobei im Wesentlichen kleine Monomere freigesetzt werden, um eine Si–C-Rückgratstruktur zu bilden. Es gibt zwei Hauptwege:

• Der Vorläufer wird erhitzt, zerfällt und setzt Monomere frei, gefolgt von carbothermischer Reduktion zur Herstellung von Siliziumkarbidpulver.
• Der Vorläufer wird erhitzt, um Monomere freizusetzen, die zunächst das Si–C-Rückgrat und schließlich SiC-Pulver bilden. Bei dieser Methode ist die Synthese des Vorläufers der kritische Schritt.

Sol-Gel-Methode
Der Sol-Gel-Prozess ist ein wichtiger Weg zur Synthese anorganischer Materialien bei niedrigen oder Raumtemperaturen. Hochreaktive Verbindungen werden als Vorläufer verwendet, und Rohstoffe werden in der Flüssigphase gleichmäßig gemischt. Eine Reihe chemischer Reaktionen erzeugt ein stabiles Sol-System. Nach der Alterung polymerisieren die Gelpartikel allmählich zu einer dreidimensionalen Struktur. Das Gel wird dann getrocknet und dehydriert, um subnanostrukturierte Materialien zu bilden.

Gasphasenverfahren

Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)

Bei CVD reagieren gasförmige Substanzen auf einem festen Substrat chemisch und transportierend, wodurch eine feste Niederschlagschicht entsteht.

Plasma-induzierte Vaporabscheidung

Das Prinzip der Plasma-Dampfsynthese basiert auf der Ionisierung von Gasmolekülen unter einem elektrischen Feld zur Bildung von Plasma. Dann wird die Plasmaspannung verwendet, um das Reaktionsgas zu aktivieren. Dieser Prozess ermöglicht die chemische Gasphasenabscheidung.

Laserinduzierte chemische Gasphasenabscheidungsmethode

Die laserinduzierte chemische Gasphasenabscheidung wird breit angewendet. Sie kann hochreines SiC-Pulver produzieren.
Sie zeigt auch großes Potenzial bei der Synthese verschiedener Elemente, anorganischer Verbindungen und Verbundwerkstoffe.

Epic Pulver

Bei der Herstellung von hochreinem und ultrafeinem Siliziumkarbid-Mikropulver sind präzises Mahlen und Klassifizieren unerlässlich, um eine einheitliche Partikelgröße zu erreichen und Agglomeration zu vermeiden. Epic Powder bietet fortschrittliche Mahlsysteme und Klassifizierer, wie Düsenschleifmaschinen, Luftklassierer und mechanische Mahllösungen, die eine effiziente Partikelverfeinerung und gleichbleibende Qualität ermöglichen. Diese Technologien helfen sicherzustellen, dass SiC-Pulver die strengen Anforderungen an Hochleistungskeramik, Elektronik und fortschrittliche technische Anwendungen erfüllt.