KR20110021530A - High purity silicon carbide manufacturing method and system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method and a system for manufacturing high purity silicon carbide powder are provided to be easily implemented under low pressure and low temperature. CONSTITUTION: A mixture composed of silicon source and carbon source is generated in a mixer(110). The mixture is heated in a sealed crucible(120) under the 0.03 to 0.5torr of pressure and the 1300 to 1900 degrees Celsius of temperature. The weight ratio of the silicon source and the carbon source is between 1:1 and 4:1. The silicon source is selected from fumed silica, silica sol, silica gel, fine silica, and quartz powder. The carbon source is selected from carbon black, carbon nano-tube, fullerene, a penol resin, a franc resin, a xylene resin, a monomer containing polyimide, polyurethane, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, and polyvinyl acetate, a prepolymer, cellulose, pitch and tar.

Description

고순도 탄화규소 분체 제조 방법 및 시스템 {HIGH PURITY SILICON CARBIDE MANUFACTURING METHOD AND SYSTEM}High Purity Silicon Carbide Powder Manufacturing Method and System {HIGH PURITY SILICON CARBIDE MANUFACTURING METHOD AND SYSTEM}

본 발명은 고순도 탄화규소 분체를 제조하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for producing high purity silicon carbide powder.

탄화규소 (SiC; silicon carbide) 와 붕소(boron, B)는 높은 인장률을 갖는 강화재료이다. Al2O3이 산화물 세라믹스의 대표라면 SiC는 비산화물 세라믹스의 대표 격으로 널리 쓰이고 있다. SiC 섬유는 세라믹과 금속 복합재료의 강화재료로 용도가 활발히 개척되고 있으며, boron섬유는 주로 고성능의 에폭시 강화재료로 쓰이고 있다. Silicon carbide (SiC) and boron (B) are reinforcement materials with high tensile modulus. If Al 2 O 3 is a representative of oxide ceramics, SiC is widely used as a representative of non-oxide ceramics. SiC fiber is actively pioneered as a reinforcing material for ceramic and metal composite materials. Boron fiber is mainly used as a high-performance epoxy reinforcing material.

특히 물성이 뛰어난 SiC는 다른 강화재료보다 훨씬 비싼 가격문제만 해결된다면 많이 쓰이는 강화재료가 될 것이다In particular, SiC, which has excellent physical properties, will become a popular reinforcing material if only a much more expensive price problem is solved than other reinforcing materials.

탄화규소(SiC)는 합성재료로서 세라믹스 분야에서 가장 중요한 탄화물이다. 탄화규소는 입방 정(cubic) 결정구조를 갖는 β상과 육방정(hexagonal) 결정구조를 갖는 α상이 존재한다. β상은 1400-1800 ℃의 온도 범위에서 안정하고, α상은 2000℃ 이상에서 형성된다. Silicon carbide (SiC) is a composite material and is the most important carbide in the field of ceramics. Silicon carbide has a β phase having a cubic crystal structure and an α phase having a hexagonal crystal structure. The β phase is stable in the temperature range of 1400-1800 ° C., and the α phase is formed at 2000 ° C. or higher.

SiC의 분자량은 40.1 이고, 비중은 3.21이며, 2500℃ 이상에서 분해된다. The molecular weight of SiC is 40.1, specific gravity is 3.21, and it decomposes at 2500 degreeC or more.

탄화규소는 1970년대에 미국 G.E.의 Prochazka에 의해 boron 및 carbon의 첨가로 상압소결이 처음 성공한 이래로 SiC는 고온강도가 높고, 내마모성, 내산화성, 내식성, 크립저항성등의 특성이 우수하여 고온 구조재료로서 주목을 받는 재료이며, 현재 메카니컬 씰, 베어링, 각종 노즐, 고온 절삭공구, 내화판, 연마재, 제강시 환원재, 피뢰기 등에 광범위하게 사용되고 있는 고급 세라믹 소재이다. Since silicon carbide has been the first successful atmospheric pressure sintering by the addition of boron and carbon by Prochazka of GE in the US in the 1970s, SiC is a high-temperature structural material with high temperature strength, excellent wear resistance, oxidation resistance, corrosion resistance and creep resistance. It is a material that attracts attention, and is a high-grade ceramic material currently widely used in mechanical seals, bearings, various nozzles, high temperature cutting tools, fireproof plates, abrasives, reducing materials in steelmaking, and lightning arresters.

이러한 SiC 분체를 제조하기 위한 종래의 기술로는 에치슨 (acheson) 공법, 직접 탄화법 (directreaction), 액상고분자 열분해법, 고온자전 연소 합성법 등이 있다.Conventional techniques for preparing such SiC powders include the Acheson method, the direct carbonization method, the liquid phase polymer pyrolysis method, and the high temperature auto combustion synthesis method.

상기의 종래 기술들은 SiO2, Si 등의 고상 실리콘 소스와 탄소, 그래파이트 (graphite) 종류의 탄소 소스를 혼합하여 1350℃ 내지 2000℃로 열처리하여 탄화규소를 제조한다. 이러한 종래 기술들은 SiC 분체 회수율에 문제가 발생하였으며, 순도의 한계 및 상대적으로 높은 합성 온도를 가진다. The prior art is a silicon carbide by heat treatment at 1350 ℃ to 2000 ℃ by mixing a solid silicon source, such as SiO 2 , Si, carbon, graphite type carbon source. These prior arts have problems with SiC powder recovery and have limitations of purity and relatively high synthesis temperatures.

더욱이, 탄화규소의 대량 생산이 어려우며 분급 세정 등의 추가 공정이 필요하여 제조 시간이 오래 걸려 생산된 탄화규소 분체의 가격이 비싸다는 단점이 있었다.In addition, it is difficult to mass-produce silicon carbide, and additional processes such as classification cleaning are required, resulting in a high price of silicon carbide powder produced due to a long manufacturing time.

따라서, 우리나라와 같이 전량을 외국에서 수입하는 구조에서 더욱 저렴하게 탄화규소 분체를 생산할 수 있는 제조 방법 및 이로 인해 제조된 고순도의 균일한 탄화규소 분체가 절실히 필요한 상황이다.Therefore, there is an urgent need for a manufacturing method capable of producing silicon carbide powder at a lower cost in the structure of importing all the foreign materials as in Korea, and thus, high-purity uniform silicon carbide powder.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고순도의 탄화규소 분체를 저렴하고 손쉽게 생산할 수 있는 고순도 탄화규소 분체를 제조하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method and system for producing high-purity silicon carbide powder which can be produced inexpensively and easily.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 초 고순도 탄화규소 제조 방법으로서, (a) 혼합기에서 규소원과 탄소원으로 구성된 혼합물을 생성하는 단계; 및 (b) 상기 혼합물을 진공도 0.03torr 초과 0.5torr 이하, 온도 1300℃ 이상 1900℃ 이하로 가열하여 탄화 규소 (SiC) 분체를 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an ultra-high purity silicon carbide manufacturing method for solving the above problems, comprising the steps of: (a) generating a mixture consisting of a silicon source and a carbon source in a mixer; And (b) heating the mixture to a vacuum degree of 0.03 torr or more and 0.5 tor or less, a temperature of 1300 ° C. or more and 1900 ° C. or less to synthesize silicon carbide (SiC) powder.

또한, 상기 (a) 단계의 규소원과 상기 탄소원의 질량비는 1:1 이상 4:1 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the mass ratio of the silicon source and the carbon source of the step (a) is characterized in that 1: 1 to 4: 1.

여기서, 상기 (a) 단계의 규소원은 건식실리카 (Fumed Silica), 실리카솔(silica sol), 실리카 겔(silica gel), 미세 실리카(silica), 및 석영분말 중 하나 이상이 선택되며,Here, the silicon source of step (a) is selected from at least one of fumed silica (Fumed Silica), silica sol (silica sol), silica gel (silica gel), fine silica (silica), and quartz powder,

또한, 상기 탄소원은 카본블랙 (Carbon Black), 카본나노 튜브, 프라렌, 페놀 (penol)수지, 프랑 (franc)수지, 크실렌(xylene)수지, 폴리이미드(polyimide), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐 알코올 (polyvinyl alcohol), 폴리 초산 비닐을 포함하는 모노머(monomer), 프리폴리 머(prepolymer), 셀룰로오스(cellulose), 제당, 피치(pitch), 및 타르(tar) 중 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.In addition, the carbon source is carbon black (carbon black), carbon nanotubes, praren, phenol (penol) resin, franc resin, xylene (xylene) resin, polyimide (polyimide), polyurethane (polyurethane), poly Acrylonitrile, polyvinyl alcohol, monomers including polyvinyl acetate, prepolymers, celluloses, sugars, pitches, and tars It is characterized in that at least one of the selected.

또한, 상기 (b) 단계의 가열온도는 1600℃ 이상 1900℃ 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the heating temperature of step (b) is characterized in that more than 1600 ℃ 1900 ℃.

또한, 상기 (b) 단계의 가열 시간은 3시간인 것을 특징으로 한다.In addition, the heating time of step (b) is characterized in that 3 hours.

특히, 상기 고순도 탄화규소 분체 제조 방법은, 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에, 상기 혼합물을 가열하여 상기 혼합물에 포함된 탄소원을 탄화 (carbonization) 시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In particular, the high-purity silicon carbide powder production method further comprises the step of carbonizing the carbon source included in the mixture by heating the mixture between the steps (a) and (b). do.

여기서, 상기 탄화시키는 단계는 온도 700℃ 이상 1200℃ 이하에서 탄화시키는 것을 특징으로 한다.Here, the carbonizing step is characterized in that the carbonization at a temperature of 700 ℃ to 1200 ℃.

또한, 상기 탄화시키는 단계는 온도 900℃ 이상 1100℃ 이하에서 탄화시키는 것을 특징으로 하는 고순도 탄화규소 분체 제조 방법.In addition, the carbonizing step is a high-purity silicon carbide powder production method, characterized in that the carbonization at a temperature of 900 ℃ 1100 ℃.

또한, 본 발명인 상술한 과제를 해결하기 위한 초 고순도 탄화규소 제조 시스템은, 규소원과 탄소원으로 구성된 혼합물을 생성하는 혼합기; 및 상기 혼합물을 진공도 0.03torr 초과 0.5torr 이하, 온도 1300℃ 이상 1900℃ 이하로 가열하여 탄화 규소 (SiC) 를 합성하는 밀폐된 도가니를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the ultra-high purity silicon carbide production system for solving the above-described problems of the present invention, a mixer for producing a mixture consisting of a silicon source and a carbon source; And a hermetically sealed crucible for synthesizing silicon carbide (SiC) by heating the mixture to a degree of vacuum above 0.03 torr to 0.5 torr or less, a temperature of 1300 ° C. or more and 1900 ° C. or less.

또한, 상기 규소원과 상기 탄소원의 질량비는 1:1 이상 4:1 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the mass ratio of the silicon source and the carbon source is characterized by being 1: 1 to 4: 1.

또한, 상기 규소원은 건식실리카 (Fumed Silica) 이고, 탄소원은 카본블랙인 것을 특징으로 한다.In addition, the silicon source is dry silica (Fumed Silica), the carbon source is characterized in that the carbon black.

또한, 상기 도가니의 가열온도는 1600℃ 이상 1900℃ 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the heating temperature of the crucible is characterized in that more than 1600 ℃ 1900 ℃.

또한, 상기 가열 시간은 3시간인 것을 특징으로 한다.In addition, the heating time is characterized in that 3 hours.

특히, 상기 고순도 탄화규소 분체 제조 시스템은, 상기 혼합물을 가열하여 상기 혼합물에 포함된 탄소원을 탄화 (carbonization) 시키는 탄화기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In particular, the high-purity silicon carbide powder production system is characterized in that it further comprises a carbonizer for heating the mixture to carbonize the carbon source included in the mixture (carbonization).

또한, 상기 탄화기는 온도 700℃ 이상 1200℃ 이하에서 탄화시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the carbonizer is characterized in that the carbonization at a temperature of 700 ℃ to 1200 ℃.

또한, 상기 탄화기는 온도 900℃ 이상 1100℃ 이하에서 탄화시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the carbonizer is characterized in that the carbonization at a temperature of 900 ℃ 1100 ℃.

본 발명에 의하면, 기존의 탄화규소 제조 방법보다 낮은 압력과 낮은 온도로 제조가 가능하여 공정비를 절감하고 고순도의 탄화규소 분체를 손쉽게 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to manufacture at a lower pressure and lower temperature than the conventional silicon carbide manufacturing method, thereby reducing the process cost and easily obtaining silicon carbide powder of high purity.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 고순도 탄화규소 분체 제조 방법 및 시스템에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a method and system for producing high purity silicon carbide powder according to a preferred embodiment. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 고순도 탄화규소 분체 제조 방법의 블록도이다. 1 is a block diagram of a high-purity silicon carbide powder manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 우선 규소원 및 탄소원을 준비하며 특히 규소원으로 건식실리카 (fumed silica) 및 탄소원으로 카본블랙 (carbon black) 을 준비하는 것이 바람직하다 (S1). 그러나 규소원 및 탄소원은 이에 한정되는 것이 아니며, 규소원으로서 실리카솔(silica sol), 이산화규소(실리카 겔(silica gel), 미세 실리카(silica), 석영분말)를 사용할 수도 있다. 또한, 탄소원으로는 카본나노 튜브, 프라렌등의 고체의 탄소 또는 잔탄율이 높은 유기 화합물, 예로, 페놀(penol)수지, 프랑(franc)수지, 크실렌(xylene)수지, 폴리이미드(polyimide), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아크릴로니트 릴 (polyacrylonitrile), 폴리비닐 알코올 (polyvinyl alcohol), 폴리 초산 비닐 등의 수지의 모노머(monomer)나 프리폴리머(prepolymer), 셀룰로오스(cellulose), 제당, 피치(pitch), 타르(tar), 및 이들의 혼합물도 사용할 수도 있다.Referring to FIG. 1, first, a silicon source and a carbon source are prepared, and in particular, it is preferable to prepare fumed silica as a silicon source and carbon black as a carbon source (S1). However, the silicon source and the carbon source are not limited thereto, and silica sol and silicon dioxide (silica gel, fine silica, quartz powder) may be used as the silicon source. In addition, the carbon source may be a solid carbon such as carbon nanotubes or prarene, or an organic compound having a high residual carbon ratio, for example, a phenol resin, a franc resin, a xylene resin, a polyimide, Monomers or prepolymers of resins such as polyurethane, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, prepolymers, cellulose, sugars, and pitch ), Tar, and mixtures thereof may also be used.

그 이후, 이러한 규소원과 탄소원을 혼합한다. 특히, 규소원으로서 건식 실리카 40g 과 탄소원으로서 카본블랙 18g 을 혼합한다 (S2). 여기서 고체의 탄소원이 사용될 경우, 규소원과 탄소원의 질량비는 1:1 이상 4:1 이하가 바람직하다. 또한, 유기물의 탄소원이 사용될 경우에는, 고체의 탄소원일 경우보다 약 2배 질량의 탄소원이 요구되나 액상의 탄소원은 이후 탄화 (carbonization) 과정에서 생성되는 탄소 생성량에 따라 다소의 차이가 존재할 수도 있다. 그 다음, 규소원과 탄소원이 혼합된 혼합물을 가열하여 상기 혼합물에 포함된 탄소원을 탄화시킨다 (S3). 이러한 탄화공정은 온도가 700℃ 이상 1200℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 탄화공정의 온도를 900℃ 이상 1100℃ 이하로 유지하는 것이 더욱 바람직하며, 탄소원이 유기 탄소재료가 아닌 경우 탄화공정은 생략될 수 있다.Thereafter, such a silicon source and a carbon source are mixed. In particular, 40 g of dry silica as a silicon source and 18 g of carbon black as a carbon source are mixed (S2). When a solid carbon source is used here, the mass ratio of the silicon source and the carbon source is preferably 1: 1 or more and 4: 1 or less. In addition, when a carbon source of an organic material is used, a carbon source of about twice as much mass as a solid carbon source is required, but a liquid carbon source may have some difference depending on the amount of carbon produced during carbonization. Then, the mixture of the silicon source and the carbon source is heated to carbonize the carbon source included in the mixture (S3). It is preferable that such a carbonization process is temperature 700 degreeC or more and 1200 degrees C or less. In addition, it is more preferable to maintain the temperature of the carbonization process at 900 ° C or more and 1100 ° C or less, and the carbonization process may be omitted if the carbon source is not an organic carbon material.

이후, 밀폐된 도가니에서 상기 혼합물을 진공도 0.03torr 초과 0.5torr 이하, 온도 1300℃ 이상 1900℃ 이하로 가열하여 탄화 규소 (SiC) 분체를 합성한다 (S4). 여기서 가열시간은 약 3시간인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 가열 온도는 1600℃ 이상 1900℃이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 합성 공정 조건은 진공도가 1torr 이하인 것이 바람직하며, 0.1torr 이하의 진공 분위기로 열처리 하는 것이 더욱 바람직하다. 그러나, 진공도가 0.03torr 이하인 경우에는, 양산 장비에서 기계적 부하가 많이 소요되며, 추가로 장비가 필요하여 장비의 유지보수가 어려우며 비용이 많이 들어 바람직하지 않다. Thereafter, the mixture is heated to a vacuum temperature of more than 0.03torr and less than 0.5torr, and a temperature of 1300 ° C or more and 1900 ° C or less to synthesize silicon carbide (SiC) powder (S4). The heating time is preferably about 3 hours, but is not necessarily limited thereto. Moreover, it is more preferable that heating temperature is 1600 degreeC or more and 1900 degrees C or less. In the synthesis process conditions, the vacuum degree is preferably 1 tor or less, and more preferably heat treatment in a vacuum atmosphere of 0.1 tor or less. However, when the degree of vacuum is 0.03torr or less, mechanical load is high in mass production equipment, and additional equipment is required, making maintenance of equipment difficult and expensive, which is not preferable.

본 발명의 이러한 공정을 이용함으로써 고순도의 탄화수소 분체를 저비용으로 제조할 수 있다. 이러한, 효과를 기존의 방법을 이용하는 경우와 비교하여 아래의 표 1에 나타낸다.By using this process of the present invention, high purity hydrocarbon powder can be produced at low cost. These effects are shown in Table 1 below in comparison with the case using the conventional method.

불순물 함유량 (ppm)Impurity Content (ppm) 비교예Comparative example 실시예1Example 1 실시예2Example 2 BB 0.10.1 0.10.1 0.10.1 NaNa 55 0.010.01 0.50.5 KK 22 0.010.01 0.50.5 AlAl 33 0.50.5 1One CrCr 1One 0.10.1 0.10.1 FeFe 1One 0.10.1 0.10.1 NiNi 1One 0.10.1 0.50.5 CuCu 0.10.1 0.10.1 0.10.1 WW 1One 0.10.1 0.50.5 TiTi 0.050.05 0.050.05 0.050.05 CaCa 1010 0.50.5 1One

표 1을 참조하면, 비교예는 기존의 방식으로 탄화수소 분체를 생성하는 경우를 나타낸다. 그리고 실시예 1 및 실시예 2 는 본 발명에 따른 제조 방법을 사용하여 탄화수소 분체를 생성한 경우이다. 여기서, 모든 경우에 있어서 공통적인 조건은, 규소원으로 평균 입경 40nm 의 건식 실리카 40g를 선택하고 탄소원으로 평균 입력 20nm 의 카본 블랙 18g 을 선택하여, 혼합공정을 수행하며 탄화공정은 생략한 것이다.Referring to Table 1, the comparative example shows the case of producing a hydrocarbon powder in a conventional manner. And Example 1 and Example 2 is a case where the hydrocarbon powder is produced using the production method according to the present invention. Here, the common condition in all cases is that 40 g of dry silica having an average particle diameter of 40 nm is selected as the silicon source, and 18 g of carbon black having an average input of 20 nm is selected as the carbon source to perform the mixing step, and the carbonization step is omitted.

또한, 차이점으로서 비교예는 도가니에서 아르곤 (Ar) 가스 분위기하에, 온도 1700℃ 에서 3시간을 합성한 것이다. 반면에 실시예 1은 도가니에서 진공도 0.1torr 이상 0.5torr 이하, 온도 1700 에서 3시간을 합성한 것이며, 실시예 2는 도가니에서 진공도 0.1torr 이상 0.5torr 이하, 온도 1600 에서 3시간을 합성한 것이다.In addition, as a difference, a comparative example synthesize | combined three hours at the temperature of 1700 degreeC in argon (Ar) gas atmosphere in a crucible. On the other hand, Example 1 is synthesized in the crucible at 0.1torr or more and 0.5torr or less, 3 hours at a temperature of 1700, Example 2 is synthesized in the crucible for 3 hours at 0.1torr or more and 0.5torr or less, temperature 1600.

실험의 결과로서 알 수 있듯이, 불순물 함유량은 실시예 1 및 2 가 비교예에 비해 월등히 적다. 따라서, 본 발명을 이용하는 경우, 아르곤 가스를 이용하지 않고 진공상태를 이용함으로써 제조 비용을 절감하고, 분순물이 훨씬 적은 고순도의 탄화수소 분체를 획득할 수 있다.As can be seen from the results of the experiment, the impurity contents are much less in Examples 1 and 2 than in Comparative Examples. Therefore, in the case of using the present invention, it is possible to reduce the production cost by using a vacuum state without using argon gas, and to obtain high purity hydrocarbon powder with much less impurities.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 고순도 탄화수소 분체 제조 시스템의 구성 블록도이다.2 is a block diagram of a high purity hydrocarbon powder production system according to a preferred embodiment of the present invention.

고순도 탄화수소 분체 제조 시스템 (100)은 혼합기 (110), 도가니 (120), 및 탄화기 (130)를 포함한다. 혼합기는 규소원과 탄소원을 혼합하여 규소원과 탄소원으로 구성된 혼합물을 생성한다. 여기서 규소원과 탄소원은 도 1에서 설명한 바와 같은 다양한 종류 중에서 선택할 수 있다. 특히, 규소원과 탄소원의 질량비는 1:1 이상 4:1 이하인 것이 바람직하다. 또한, 탄화기 (130)는 혼합기 (110) 및 도가니 (120)에 커플링되며, 혼합물에 포함된 탄소원을 탄화시킨다. 또한, 탄화기 (130)에서 탄화시키는 온도는 바람직하게는 700℃ 이상 1200℃ 이하이며, 더욱 바람직하게는 900℃ 이상 1100℃ 이하에서 탄화시킨다. 특히, 탄화기 (130)는 혼합물의 탄소원이 유기 탄소 재료가 아닌경우 생략이 가능하며, 이 경우 혼합기 (110) 에서 직접 도가니 (120)로 혼합물이 이동한다. The high purity hydrocarbon powder production system 100 includes a mixer 110, a crucible 120, and a carbonizer 130. The mixer mixes the silicon source and the carbon source to produce a mixture consisting of the silicon source and the carbon source. Here, the silicon source and the carbon source may be selected from various kinds as described in FIG. 1. In particular, it is preferable that the mass ratio of a silicon source and a carbon source is 1: 1 or more and 4: 1 or less. In addition, the carbonizer 130 is coupled to the mixer 110 and the crucible 120 and carbonizes the carbon source contained in the mixture. Moreover, the temperature carbonized by the carbonizer 130 becomes like this. Preferably it is 700 degreeC or more and 1200 degrees C or less, More preferably, it carbonizes at 900 degreeC or more and 1100 degrees C or less. In particular, the carbonizer 130 may be omitted if the carbon source of the mixture is not an organic carbon material, in which case the mixture moves directly from the mixer 110 to the crucible 120.

또한, 도가니 (120) 는 혼합물을 진공도 0.03torr 초과 0.5torr 이하, 온도 1300℃ 이상 1900℃ 이하로 가열하여 탄화 규소 (SiC) 분체를 합성한다. 특히, 도가니의 가열온도는 1600℃ 이상 1900℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 도가니 (130)에서의 가열 시간은 3시간인 것이 바람직하다.In addition, the crucible 120 heats a mixture to more than a vacuum degree of 0.03 torr and 0.5 torr or less, the temperature 1300 degreeC or more and 1900 degrees C or less, and synthesize | combins silicon carbide (SiC) powder. In particular, it is more preferable that the heating temperature of a crucible is 1600 degreeC or more and 1900 degrees C or less. In addition, it is preferable that the heating time in the crucible 130 is 3 hours.

이와 같은 고순도 탄화수소 제조 시스템에 의해 저렴하고 순도높은 탄화수소 분체를 제조할 수 있다.By using such a high purity hydrocarbon production system, low cost and high purity hydrocarbon powder can be produced.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments of the present invention, but should be determined by the claims and equivalents thereof.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 고순도 탄화규소 분체 제조 방법의 블록도 1 is a block diagram of a high-purity silicon carbide powder production method according to a preferred embodiment of the present invention

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 고순도 탄화수소 분체 제조 시스템의 구성 블록도Figure 2 is a block diagram of a configuration of a high purity hydrocarbon powder production system according to an embodiment of the present invention

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]

100: 고순도 탄화수소 분체 제조 시스템 110: 혼합기100: high purity hydrocarbon powder production system 110: mixer

120: 도가니 130: 탄화기 120: crucible 130: carbonizer

Claims (8)

(a) 혼합기에서 규소원과 탄소원으로 구성된 혼합물을 생성하는 단계; 및(a) producing a mixture of silicon and carbon sources in a mixer; And (b) 상기 혼합물을 진공도 0.03torr 초과 0.5torr 이하, 온도 1300℃ 이상 1900℃ 이하로 가열하여 탄화 규소 (SiC) 분체를 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 탄화규소 분체 제조 방법.(b) heating the mixture to a vacuum degree of 0.03 torr or more and 0.5 tor or less, a temperature of 1300 ° C. or more and 1900 ° C. or less to synthesize silicon carbide (SiC) powder. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 (a) 단계의 규소원과 상기 탄소원의 질량비는 1:1 이상 4:1 이하인 것을 특징으로 하는 고순도 탄화규소 분체 제조 방법.Mass ratio of the silicon source and the carbon source of the step (a) is 1: 1 to 4: 1 characterized in that the high purity silicon carbide powder production method. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 (a) 단계의 규소원은 건식실리카 (Fumed Silica), 실리카솔(silica sol), 실리카 겔(silica gel), 미세 실리카(silica), 및 석영분말 중 하나 이상이 선택되며,The silicon source of step (a) is selected from at least one of fumed silica (Fumed Silica), silica sol (silica sol), silica gel (silica gel), fine silica (silica), and quartz powder, 상기 탄소원은 카본블랙 (Carbon Black), 카본나노 튜브, 프라렌, 페놀 (penol)수지, 프랑 (franc)수지, 크실렌(xylene)수지, 폴리이미드(polyimide), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐 알코 올 (polyvinyl alcohol), 폴리 초산 비닐을 포함하는 모노머(monomer), 프리폴리머(prepolymer), 셀룰로오스(cellulose), 제당, 피치(pitch), 및 타르(tar) 중 하나 이상이 선택되는 것을 특징으로 하는 고순도 탄화규소 분체 제조 방법.The carbon source is carbon black, carbon nanotube, praren, phenol resin, franc resin, xylene resin, polyimide, polyurethane, polyacrylo At least one of nitrile (polyacrylonitrile), polyvinyl alcohol, monomers including polyvinyl acetate, prepolymer, cellulose, sugar, pitch, and tar The high purity silicon carbide powder manufacturing method characterized by the above-mentioned. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계 사이에,Between step (a) and step (b), 상기 혼합물을 가열하여 상기 혼합물에 포함된 탄소원을 탄화 (carbonization) 시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 탄화규소 분체 제조 방법.Heating the mixture to carbonize the carbon source contained in the mixture (carbonization) further comprising the step of producing a high-purity silicon carbide powder. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 탄화시키는 단계는 온도 700℃ 이상 1200℃ 이하에서 탄화시키는 것을 특징으로 하는 고순도 탄화규소 분체 제조 방법.The carbonizing step is a high-purity silicon carbide powder production method, characterized in that the carbonization at a temperature of 700 ℃ 1200 ℃. 규소원과 탄소원으로 구성된 혼합물을 생성하는 혼합기; 및A mixer for producing a mixture consisting of a silicon source and a carbon source; And 상기 혼합물을 진공도 0.03torr 초과 0.5torr 이하, 온도 1300℃ 이상 1900℃ 이하로 가열하여 탄화 규소 (SiC) 를 합성하는 밀폐된 도가니를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 탄화규소 분체 제조 시스템.And a sealed crucible for synthesizing silicon carbide (SiC) by heating the mixture to a vacuum degree of 0.03 torr or more and 0.5 tor or less, a temperature of 1300 ° C. or more and 1900 ° C. or less. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 규소원과 상기 탄소원의 질량비는 1:1 이상 4:1 이하인 것을 특징으로 하는 고순도 탄화규소 분체 제조 시스템.Mass ratio of the said silicon source and the said carbon source is 1: 1 or more and 4: 1 or less, The high purity silicon carbide powder manufacturing system characterized by the above-mentioned. 제 6항 또는 7항에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 상기 규소원은 건식실리카 (Fumed Silica), 실리카솔(silica sol), 실리카 겔(silica gel), 미세 실리카(silica), 및 석영분말 중 하나 이상이 선택되며,The silicon source is selected from at least one of fumed silica (Fumed Silica), silica sol (silica sol), silica gel (silica gel), fine silica (silica), and quartz powder, 상기 탄소원은 카본블랙 (Carbon Black), 카본나노 튜브, 프라렌, 페놀 (penol)수지, 프랑 (franc)수지, 크실렌(xylene)수지, 폴리이미드(polyimide), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐 알코올 (polyvinyl alcohol), 폴리 초산 비닐을 포함하는 모노머(monomer), 프리폴리머(prepolymer), 셀룰로오스(cellulose), 제당, 피치(pitch), 및 타르(tar) 중 하나 이상이 선택되는 것을 특징으로 하는 고순도 탄화규소 분체 제조 시스템.The carbon source is carbon black, carbon nanotube, praren, phenol resin, franc resin, xylene resin, polyimide, polyurethane, polyacrylo At least one of nitrile (polyacrylonitrile), polyvinyl alcohol, monomers including polyvinyl acetate, prepolymer, cellulose, sugar, pitch, and tar High purity silicon carbide powder production system, characterized in that selected.
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