[发明专利]一种冶炼绿碳化硅的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶炼绿碳化硅的方法，特别是高功率、长时间冶炼绿碳化硅的方法。

背景技术

通常冶炼绿碳化硅的方法，其碳质材料采用石油焦，硅质材料采用石英砂，加食盐、木屑，采用电阻炉冶炼时间36小时以下。冶炼所用保温料要水洗，水洗成本高，绿碳化硅韧性值低、结晶颗粒小、密度低，因此，对于大力发展碳化硅的特殊用途受到了影响。中国专利ZL03120398.1，授权公告号CN1225404C公开了“一种冶炼碳化硅的方法及装置”，它是生产碳化硅，采用电阻炉，反应料按硅碳比1.4-1.7混合后，装在由石墨粉组成的炉心周围，冶炼炉保温料层是乏料，虽然可以循环使用乏料和颗粒硅砂料，但装料比较复杂，成品率较低。效率较低。

发明目的

本发明的目的就是提供一种高功率、长时间、保温料不水洗冶炼绿碳化硅的方法，使绿碳化硅结晶达到高密度、大结晶、高韧性。

实现本发明目的的解决方案是其冶炼炉为电阻炉，反应料为硅质材料是石英砂、碳质材料是石油焦，加食盐辅助材料，特别是将石英砂、石油焦分别破碎，筛分，碳硅比按0.58-0.68配料，混料均匀，装在炉心周围，用12500KW-13000KW功率电热合成，高温焙烧炉温在1800～2600℃，冶炼时间90-120小时，冷却炉扒炉，出炉分级。

破碎，筛分的石油焦的粒度为不大于3.0毫米，石英砂的筛分为3.35毫米至0.5毫米。装在炉心周围的碳硅混合料是底部保温料碳硅比0.66-0.68，炉芯体下部料碳硅比0.58-0.60，炉芯体周围料碳硅比0.64-0.66，炉芯体上部料碳硅比0.63-0.65，炉芯体上部外层保温料碳硅比0.59-0.61。冷却炉扒炉是自然冷却16至24小时，扒掉炉体上部的保温料，用水管对准碳化硅晶体浇水，浇至侧部或炉底滴水，整个炉子浇水10至16小时。

本发明的积极效果是生产的绿碳化硅一级率高，生产成本低，耗能少，生产过程容易掌握。由于冶炼时间长，供电功率高，使碳化硅达到2400℃度分解出来的含硅气体与反应区的过量碳反应，重新生成碳化硅，从而使单位体积中的碳化硅增加，结晶层紧密坚实，体积密度升高；同时在分解出的气体中含有碳化硅气体，移至反应区又重新结晶，使结晶颗粒变大；长时间，反复性的生成、分解、再生成，使碳化硅晶格中夹杂的杂质向外排出，碳化硅纯度提高，从而碳化硅中碳原子与硅原子之间的共价键结合更为坚固，使碳化硅的韧性提高。

附图说明

附图是本发明电阻炉装料布局的示意图。

图中：1-是一部料即底部保温料，2-是二部料即炉芯体下部料，3-是三部料即炉芯体侧面周围料，4-是四部料即炉芯体上部料，5-是五部料即炉芯体上部外层保温料，6-是炉芯体，7-是活动炉墙。

具体实施方式

碳与二氧化硅的比值，称为碳硅比。

表1为炉中各部位的碳硅比