Осуществленный в промышленности способ производства карбида кремния заключается в нагреве шихты, состоящей из кварцевого песка и углеродистого материала (с примесью хлористого натрия и древесных опилок), загружаемых вокруг нагревателя.
Получаемые в результате процесса продукты располагаются зонами, концентричными нагревателю в следующем порядке:
1.Зона графита, образовавшегося вокруг нагревателя в результате диссоциации карбида кремния, вызывае.мой перегревом.
2.Зона карбида кремния, разделяющаяся в свою очередь на две зоны, из которых одна меньщая, наиболее близкая к нагревателю, состоит из сравнительно крупных кристаллов, другая же обращенная наружу состоит из мелких не образующих компактной массы кристаллов карбида кремния, частично не используемых („аморфный карбид) и частично являющихся второсортным материалом (секунда).
3.Зона силоксикона, представляющего собой твердый раствор карбида кремния и кремнекислоты, не находящего себе применения и служащего отбросом.
4. Зона спекающейся и непрореагировавшей шихты.
Из перечисленного видно, что недостатками процесса являются:
1.Частичное использование щихты для получения карбида.
2.Полученный карбид дает значительный выход второсортного продукта (секунда) и отбросов (аморфный карбид и силоксикон).
3.По1 ышенный расход энергии, вызванный непроизводительным нагревом печи, теплоизоляционного материала, шихты и т. п., что является результатом периодического ведения процесса. Вследствие этого на 32-36 часов работы печи ггриходится 7-8 суток простоя печи, связанного с остыванием, разгрузкой и загрузкой.
Стрем,;ение использовать источник энергии (мотор, генератор, трансформатор и т. д.) заставляет строить батарею печей от 6 до 8 штук, требующих значительных капиталовложений на здание и печи.
Кроме того, конструкция печей и система работы создают затруднения в работе, трудности механизации процесса и антисанитарные условия труда.
Предлагаемый новый способ получения карбида кремния заключается
в ведении последнего в две (раздельно ведущиеся) стадии: первая сводится к получению парообразного кремния из кремнекислоты и углерода по уравнению
SiO2 + 2C Si + 2CO
второй-синтезирование карбида путем пропитывания парами кремния кускового или брикетированного углеродистого материала.
Для проведения процесса измельченная шихта нагревается до температуры 1500-2000°, при которой кремний испаряется. Нагрев осуществляется по принципу вольтовой дуги или печи сопротивления.
Пары кремния эвакуируются в камеру, в которой помещается углеродистый материал в брикетах или кусках желаемого размера. Камера подогревается до температуры 1900- 2200°, при которой имеет место образование кристаллического карбида кремния, причем используется тепло синтеза карбида. Поднимать температуру вьцле 2200° не следует, так как при переходе через этот предел будет происходить диссоциация карбида.
Углеродистый материал по мере силицироиан:; удаляется из печи, а
новый подается, что может быть осуществлено периодически или непрерывно. При этом может быть осуществлен принцип противотока. Предлагаемый способ позволяет:
1.Получать плотный карбид кремния в кусках любых размеров.
2.Осуществить полное использование щихты.
3.Снизить расход электроэнергии.
4.Осуществить непрерывный процесс.
Последнее предоставит возможность механизации процесса и значительно уменьщит затраты по оборудованию и еще более снизит расход электро энергии.
Предмет изобретения.
1.Способ получения карбида кремния, отличающийся тем, что на углеродистый материал воздействуют при 1900-2200° парами кремния, полученными при восстановлении кремневого ангидрида углем при 1500- 2000л
2.Прием выполнения способа
п. 1, отличающийся тем, что получение паров кремния и обработку ими углеродистого материала производят в отдельных печах периодического или непрерьлвного действия.
