第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
國外目前在碳化硅超細(xì)粉體技術(shù) 研究 上已具備較高水平,正朝著大型化、高效、節(jié)能等方向發(fā)展,多種類型的粉碎和分級設(shè)備已大量投入使用,能夠生產(chǎn)多種粒徑、級別的超細(xì)產(chǎn)品,并能較好的保護(hù)晶體結(jié)構(gòu)。
我國對碳化硅粉體深加工裝備的技術(shù)研制起步較晚,與國內(nèi)、國際市場的需求相差甚遠(yuǎn)。由于一些低檔次的產(chǎn)品已逐漸失去市場,碳化硅超細(xì)粉的需求量也迅速擴(kuò)大,對碳化硅超細(xì)粉制造工藝設(shè)備的要求也變的日益迫切了。經(jīng)過多年的 研究 及試驗,我國很多碳化硅廠制粉設(shè)備多次技術(shù)改造成功。目前在碳化硅的破碎、提純和二次分級中將機(jī)械粉碎工藝與氣流分級工藝二者有機(jī)結(jié)合,對碳化硅微粉進(jìn)行有效的分級,產(chǎn)品分級細(xì),種類多,產(chǎn)品質(zhì)量容易控制,產(chǎn)品可以根據(jù)需要用于各種用途;成品中顆粒形狀為片狀和針狀的產(chǎn)品可達(dá)到60%以上,其銳角鋒利,特別適用于硅晶圓的切割。
雖然在氣流粉碎機(jī)的使用過程中積累了不少實踐經(jīng)驗,并且通過不斷的技術(shù)改造,使工藝裝備和技術(shù)水平都有了相當(dāng)程度的提高,但是目前我國所生產(chǎn)的碳化硅超細(xì)產(chǎn)品品種還較少,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足超細(xì)粉體市場的飛速發(fā)展。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程
1、工藝設(shè)備
機(jī)械粉碎方式是碳化硅超細(xì)粉制造的一種最常用的工藝方式。其粉碎設(shè)備可分為以下3類:
1)沖擊式磨機(jī),包括高速機(jī)械沖擊式磨機(jī)、氣流粉碎機(jī);
2)介質(zhì)運動磨,包括球磨機(jī)、振動磨、攪拌磨等;
3)膠體磨、雷蒙磨、高壓輥磨、離心磨等。
其中,氣流粉碎機(jī)、球磨機(jī)、振動磨以及雷蒙磨在實踐證明:雖然球磨機(jī)、振動磨、雷蒙磨在碳化硅粉砂生產(chǎn)中被廣泛采用,但是,由于碳化硅自身的磨料特性,使得這些磨機(jī)的易損件大量消耗的同時,產(chǎn)品中的鐵含量大幅度提高,以至于無法生產(chǎn)出具有相當(dāng)檔次的產(chǎn)品。
而氣流粉碎機(jī)已經(jīng)成為一種較為成熟的超細(xì)粉碎技術(shù)。它是利用高速氣流(300-500m/s)的能量使顆粒相互沖擊、碰撞和摩擦,從而使顆粒粉碎。高速氣流是通過安裝在磨機(jī)周邊的噴嘴將高壓空氣噴出后迅速膨脹來產(chǎn)生的,由于噴嘴附近速度梯度很高,因此,絕大多數(shù)得粉碎作用發(fā)生在噴嘴附近,顆粒和顆粒之間的碰撞頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于顆粒與器壁之間的碰撞頻率。
因為氣流粉碎機(jī)的主要粉碎作用是顆粒之間的相互沖擊和碰撞,能在有效降低設(shè)備磨損的同時生產(chǎn)出高品質(zhì)的超細(xì)粉產(chǎn)品,所以其已經(jīng)成為最常用的超細(xì)粉碎設(shè)備之一產(chǎn)品細(xì)度一般可達(dá)1-5ρm,主要決定與氣流中的固體含量。其特點除產(chǎn)品細(xì)之外,還具有粒度分布狹窄,顆粒表面光滑,顆粒形狀規(guī)則,純度高,活性大分散性好等。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
1、生產(chǎn)高度現(xiàn)代化
由于微電子工業(yè)對碳化硅超細(xì)粉體的純度、粒度和形狀的要求不斷提高,因此,對生產(chǎn)過程的無塵化及專用設(shè)備的開發(fā)尤其重要,同時必須通過在線監(jiān)測與控制,以確保最終產(chǎn)品的高質(zhì)量和高穩(wěn)定性。
2.技術(shù)創(chuàng)新力度加快
由于高技術(shù)碳化硅超細(xì)粉體材料的特殊性和品種的多樣性,所以僅僅對傳統(tǒng)工藝與裝備的改良是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。隨著現(xiàn)代加工技術(shù)發(fā)展的日新月異,如處于科學(xué)前沿的等離子技術(shù)、射頻技術(shù)、超聲技術(shù)、真空技術(shù)以及光電技術(shù)等應(yīng)盡快加以融納采用。
3、技術(shù)的自主創(chuàng)新
現(xiàn)代工業(yè)進(jìn)入21世紀(jì),隨著技術(shù)創(chuàng)新速度的加快,有部分產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到其極限。規(guī)模化、低成本、高純度、多品種及功能化仍然是高技術(shù)碳化硅超細(xì)粉體的發(fā)展趨勢。除此之外,高技術(shù)碳化硅超細(xì)粉體的合成技術(shù)、智能化技術(shù)和微納米技術(shù)必將達(dá)到一個新的水平。所以,跨學(xué)科的創(chuàng)新力度必須不斷加大。