UA108544U - HIGH QUALITY INDUSTRIAL PRODUCTION OF CARBIDE POWDER CARBIDE - Google Patents
HIGH QUALITY INDUSTRIAL PRODUCTION OF CARBIDE POWDER CARBIDE Download PDFInfo
- Publication number
- UA108544U UA108544U UAU201512795U UAU201512795U UA108544U UA 108544 U UA108544 U UA 108544U UA U201512795 U UAU201512795 U UA U201512795U UA U201512795 U UAU201512795 U UA U201512795U UA 108544 U UA108544 U UA 108544U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- input
- output
- outlet
- inlet
- furnace
- Prior art date
Links
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 title description 6
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 23
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 7
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000009461 vacuum packaging Methods 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000004137 mechanical activation Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Комплекс промислового виробництва порошку карбіду кремнію високої якості, виробничий ланцюг якого містить блок завантаження вхідних компонент, у складі яких є цукор, змішувач, випарник, вихід якого зв'язаний з входом печі карбонізації, вихід якої зв'язаний з входом печі синтезу карбіду кремнію, вихід якої зв'язаний з входом печі декарбонізації. Блок завантаження вхідних компонент містить механізм завантаження цукру, вихід якого зв'язаний з першим входом млина мокрого помелу, і механізм завантаження пірогенного діоксиду кремнію, вихід якого зв'язаний з першим входом змішувача, другий вхід якого зв'язаний з виходом млина мокрого помелу, вихід якого зв'язаний з входом випарника, містить блок очистки і деіонізації води, який зв'язаний першим виходом з другим входом млина мокрого помелу, другим виходом зв'язаний з третім входом змішувача, четвертий вхід якого зв'язаний з виходом ультразвукового генератора.A complex of industrial production of high quality silicon carbide powder, the production chain of which contains a block of input components, which consists of sugar, mixer, evaporator, the output of which is connected to the input of the carbonation furnace, the output of which is connected to the input of the furnace of silicon carbide synthesis, the output of which is connected to the entrance of the decarbonisation furnace. The input component unit comprises a sugar loading mechanism, the output of which is connected to the first input of a mill of wet grinding, and a mechanism of loading of pyrogenic silica, the output of which is connected to the first input of a mixer, the second input of which is connected to the output of a mill of wet grinding, the output of which is connected to the inlet of the evaporator, contains a block of purification and deionization of water, which is connected by the first outlet to the second inlet of the mill of wet grinding, the second outlet is connected to the third inlet of the mixer, the fourth inlet of which is connected to the outlet of ult. audio generator.
Description
Корисна модель належить до галузі мікроелектронікию, а саме виробництва порошкових матеріалів для виготовлення напівпровідникових елементів, різноманітного інструменту, композитних матеріалів, бурильного обладнання тощо.The utility model belongs to the field of microelectronics, namely the production of powder materials for the manufacture of semiconductor elements, various tools, composite materials, drilling equipment, etc.
Відомий комплекс промислового виробництва порошку карбіду кремнію високої якості (Карелин В.А., Андриєц С.П., Юферова А.П. Исследованиє влияния механической активации сьірья на свойства синтезируемого вьісокочистого карбида кремния // Известия Томского политехнического университета. - 2005. - Т. 308. - Мо 6. - с. 106-107.), виробничий ланцюг якої містить блок завантаження вхідних компонент, який містить механізм завантаження порошку кремнію, вихід якого зв'язаний з входом блока хімічного очищення, і механізм завантаження пірогенного вуглецю, вихід якого зв'язаний з першим входом печі синтезу карбіду кремнію, вихід блока хімічного очищення зв'язаний з входом млина тонкого помелу, вихід якого зв'язаний з входом класифікатора по фракціях, вихід якого зв'язаний з другим входом печі синтезу карбіду кремнію, вихід якої зв'язаний з входом печі декарбонізації.A well-known complex for the industrial production of high-quality silicon carbide powder (Karelin, V.A., Andriets, S.P., Yuferova, A.P. Investigation of the influence of mechanical activation of sulfur on the properties of synthesized high-purity silicon carbide // Izvestiya Tomskogo Polytechnic University. - 2005. - T . 308. - Mo 6. - pp. 106-107.), the production chain of which includes a loading unit for input components, which contains a mechanism for loading silicon powder, the output of which is connected to the input of a chemical cleaning block, and a mechanism for loading pyrogenic carbon, output which is connected to the first input of the silicon carbide synthesis furnace, the output of the chemical purification unit is connected to the input of the fine grinding mill, the output of which is connected to the input of the fraction classifier, the output of which is connected to the second input of the silicon carbide synthesis furnace, the output which is connected to the entrance of the decarbonization furnace.
Збігаються з суттєвими ознаками комплексу, що заявляється, виробничий ланцюг якого містить блок завантаження вхідних компонент, який містить механізм завантаження порошку джерела кремнію і механізм завантаження порошку джерела вуглецю, млин тонкого помелу, піч синтезу карбіду кремнію, вихід якої зв'язаний з входом печі декарбонізації.Coincides with the essential features of the claimed complex, the production chain of which includes a unit for loading input components, which contains a mechanism for loading silicon source powder and a mechanism for loading carbon source powder, a fine grinding mill, a silicon carbide synthesis furnace, the output of which is connected to the input of the decarbonization furnace .
Недолік відомого комплексу промислового виробництва порошку карбіду кремнію високої якості полягає у недостатньому забезпеченні умов для синтезу однорідних за розміром часток порошку, який виготовляють, через недостатнє змішування вхідних компонент, що знижує якість продукції.The disadvantage of the well-known complex of industrial production of high-quality silicon carbide powder is the insufficient provision of conditions for the synthesis of homogeneous particles of the powder that is produced, due to insufficient mixing of the input components, which reduces the quality of the products.
Найближчим аналогом є комплекс промислового виробництва порошку карбіду кремнію високої якості (Патент СМ Ме101734661, СО1В 31/36, С04В 35/565), виробничий ланцюг якого містить блок завантаження вхідних компонент, у складі яких є розчини тетраетоксисилану, цукру, аміаку і етанолу, вихід якого зв'язаний з входом змішувача, вихід якого зв'язаний з входом гідролізера, вихід якого зв'язаний з входом випарника, вихід якого зв'язаний з входом печі карбонізації, вихід якої зв'язаний з входом печі синтезу карбіду кремнію, вихід якої зв'язаний з входом печі декарбонізації.The closest analogue is a complex for the industrial production of high-quality silicon carbide powder (Patent SM Me101734661, СО1В 31/36, С04В 35/565), the production chain of which includes a block for loading input components, which include solutions of tetraethoxysilane, sugar, ammonia and ethanol, output which is connected to the inlet of the mixer, the outlet of which is connected to the inlet of the hydrolyzer, the outlet of which is connected to the inlet of the evaporator, the outlet of which is connected to the inlet of the carbonization furnace, the outlet of which is connected to the inlet of the silicon carbide synthesis furnace, the outlet of which connected to the entrance of the decarbonization furnace.
Збігаються з суттєвими ознаками комплексу, що заявляється, виробничий ланцюг якого містить блок завантаження вхідних компонент, у складі яких є цукор, змішувач, випарник, вихід якого в'язаний з входом печі карбонізації, вихід якої зв'язаний з входом печі синтезу карбіду кремнію, вихід якої зв'язаний з входом печі декарбонізації.Coincides with the essential features of the claimed complex, the production chain of which includes a unit for loading input components, which include sugar, a mixer, an evaporator, the output of which is connected to the input of the carbonization furnace, the output of which is connected to the input of the silicon carbide synthesis furnace, the output of which is connected to the input of the decarbonization furnace.
Недолік відомого комплексу промислового виробництва порошку карбіду кремнію високої якості полягає у підвищених вимогах щодо пожежної безпеки при її експлуатації через використання пожежонебезпечних компонентів, які використовують для синтезу продукції, що ускладнює виробничий процес.The disadvantage of the well-known complex of industrial production of high-quality silicon carbide powder is the increased requirements for fire safety during its operation due to the use of fire-hazardous components used for the synthesis of products, which complicates the production process.
В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення відомого комплексу, у якій шляхом конструктивних змін її елементи виконані з меншими вимогами порівняно з найближчим аналогом до пожежної безпеки і розраховані на використання малогорючих компонентів синтезу продукції, що спрощує виробничий процес.The basis of a useful model is the task of improving a known complex, in which, through structural changes, its elements are made with lower requirements compared to the closest analog for fire safety and are designed for the use of low-flammability components of product synthesis, which simplifies the production process.
В комплексі промислового виробництва порошку карбіду кремнію високої якості, виробничий ланцюг якого містить блок завантаження вхідних компонент, у складі яких є цукор, змішувач, випарник, вихід якого зв'язаний з входом печі карбонізації, вихід якої в'язаний з входом печі синтезу карбіду кремнію, вихід якої зв'язаний з входом печі декарбонізації, згідно з корисною моделлю блок завантаження вхідних компонент містить механізм завантаження цукру, вихід якого зв'язаний з першим входом млина мокрого помелу, і механізм завантаження пірогенного діоксиду кремнію, вихід якого зв'язаний з першим входом змішувача, другий вхід якого зв'язаний з виходом млина мокрого помелу, вихід якого зв'язаний з входом випарника, містить блок очистки їі деїонізації води, який зв'язаний першим виходом з другим входом млина мокрого помелу, другим виходом зв'язаний із третім входом змішувача, четвертий вхід якого зв'язаний з виходом ультразвукового генератора.In the complex of industrial production of high-quality silicon carbide powder, the production chain of which includes a unit for loading input components, which include sugar, a mixer, an evaporator, the output of which is connected to the input of the carbonization furnace, the output of which is connected to the input of the silicon carbide synthesis furnace , the output of which is connected to the input of the decarbonization furnace, according to a useful model, the loading unit of the input components contains a mechanism for loading sugar, the output of which is connected to the first input of the wet grinding mill, and a mechanism for loading pyrogenic silicon dioxide, the output of which is connected to the first mixer inlet, the second inlet of which is connected to the outlet of the wet grinding mill, the outlet of which is connected to the evaporator inlet, contains a water purification and deionization unit, which is connected by the first outlet to the second inlet of the wet grinding mill, the second outlet is connected to the third input of the mixer, the fourth input of which is connected to the output of the ultrasonic generator.
Крім того, перший вихід печі декарбонізації зв'язаний з блоком контролю параметрів, другий її вихід зв'язаний з входом блоку вакуумного упакування.In addition, the first output of the decarbonization furnace is connected to the parameter control unit, its second output is connected to the input of the vacuum packaging unit.
Сукупність основних ознак пропонованого комплексу забезпечує вирішення поставленої задачі.The set of main features of the proposed complex provides a solution to the task.
В пропонованому комплексі усі його елементи виконані для здійснення виробничих операцій з практично негорючими компонентами синтезу продукції, а саме цукру і пірогенного діоксиду кремнію з додаванням води. Покращено змішування вхідних компонент порівняно з першим аналогом. При цьому зберігається, як у аналогів, висока чистота нанопорошку карбіду кремнію, 60 який виробляється.In the proposed complex, all its elements are designed to carry out production operations with practically non-combustible components of product synthesis, namely sugar and pyrogenic silicon dioxide with the addition of water. The mixing of input components has been improved compared to the first analog. At the same time, the high purity of the silicon carbide nanopowder 60, which is produced, is preserved, as in analogues.
На кресленні представлено блок-схему пропонованого комплексу.The drawing shows a block diagram of the proposed complex.
Комплекс промислового виробництва порошку карбіду кремнію високої якості містить виробничий ланцюг з механізмом 1 завантаження цукру, який є складовим блока завантаження вхідних компонент, млин 2 мокрого помелу, змішувач 3, випарник 4, піч 5 карбонізації, піч 6 синтезу карбіду кремнію, піч 7 декарбонізації і блок 8 вакуумного упакування. Механізм 9 завантаження пірогенного діоксиду кремнію, який є другим складовим блока завантаження вхідних компонент, зв'язаний із змішувачем 3, який також зв'язаний з ультразвуковим генератором 10. Блок 11 очистки і деїонізації води зв'язаний з млином 2 мокрого помелу і змішувачем 3. Піч 7 декарбонізації зв'язана також з блоком 12 контролю параметрів.The complex for the industrial production of high-quality silicon carbide powder includes a production chain with a sugar loading mechanism 1, which is a component of the input component loading unit, a wet grinding mill 2, a mixer 3, an evaporator 4, a carbonization furnace 5, a silicon carbide synthesis furnace 6, a decarbonization furnace 7 and block 8 of vacuum packaging. Pyrogenic silicon dioxide loading mechanism 9, which is the second component of the input component loading unit, is connected to mixer 3, which is also connected to ultrasonic generator 10. Water purification and deionization unit 11 is connected to wet grinding mill 2 and mixer 3 The decarbonization furnace 7 is also connected to the parameter control unit 12.
Комплекс промислового виробництва порошку карбіду кремнію високої якості працює таким чином.The complex for the industrial production of high-quality silicon carbide powder works as follows.
Механізм 1 завантаження цукру включають для подачі його до млина 2 мокрого помелу, до якого одночасно подають помірну кількість води з блока 11 очистки і деїонізації води.The sugar loading mechanism 1 is included to feed it to the wet grinding mill 2, to which a moderate amount of water from the water purification and deionization unit 11 is simultaneously supplied.
Диспергація зволоженого цукру проходить більш ефективно, чим сухого, і при подальшому його надходженні до змішувача З він швидше утворює структурований колоїдний розчин з пірогенним діоксидом кремнію, який подають механізмом 9. Необхідну кількість води у змішувачіDispersion of moistened sugar is more efficient than that of dry sugar, and upon its subsequent entry into the mixer C, it quickly forms a structured colloidal solution with pyrogenic silicon dioxide, which is fed by mechanism 9. The required amount of water in the mixer
З підтримують за допомогою блока 11 очистки і деїонізації води. Включають ультразвуковий генератор 10, хвилі якого посилюють процеси структурування рухомих компонент колоїдного розчину і підвищують його температуру. Із змішувача З утворену суміш подають до випарника 4 і після видалення незв'язаної води - до печі 5 карбонізації. У печі 5 відбуваються процеси карамелізації і карбонізації, а також часткове видалення кристалічної води. Із печі 5 продукти реакції подають до печі 6 синтезу карбіду кремнію, у якій остаточно видаляють кристалічну воду шляхом підвищення температури і доведення її до величини, при якій відбувається синтез нанокристалів карбіду кремнію. Для випалювання вільного вуглецю, продукцію з печі 6 переводять до печі 7 декарбонізації. Перед видаленням продукції з печі 7, з неї відбирають контрольну пробу, яка надходить до блока 12 контролю параметрів. За результатом контролю проби, продукцію або додатково відпалюють у печі 7, або охолоджують і подають до блока 8 вакуумного упакування. Час проходження операцій у виробничому ланцюгу та фізико-хімічні режими обробки проводять відповідно до розроблених технологічних карт.C is supported by unit 11 of water purification and deionization. They include an ultrasonic generator 10, the waves of which intensify the processes of structuring the mobile components of the colloidal solution and increase its temperature. From the mixer C, the resulting mixture is fed to the evaporator 4 and, after removing unbound water, to the carbonization furnace 5. Caramelization and carbonization processes take place in oven 5, as well as partial removal of crystalline water. From the furnace 5, the reaction products are fed to the silicon carbide synthesis furnace 6, in which the crystalline water is finally removed by increasing the temperature and bringing it to the value at which the synthesis of silicon carbide nanocrystals takes place. To burn off free carbon, products from furnace 6 are transferred to furnace 7 for decarbonization. Before removing the products from the furnace 7, a control sample is taken from it, which is sent to the unit 12 for parameter control. According to the result of the sample control, the products are either additionally annealed in the furnace 7, or cooled and fed to the vacuum packaging unit 8. The time of operations in the production chain and the physico-chemical modes of processing are carried out in accordance with the developed technological maps.
Зо Пропонований комплекс виробництва порошку карбіду кремнію високої якості пройшов успішно експериментальні випробування. Ступінь чистоти отриманих порошків карбіду кремнію становив 99,95 та вище.The proposed complex for the production of high-quality silicon carbide powder has successfully passed experimental tests. The degree of purity of the obtained silicon carbide powders was 99.95 and higher.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201512795U UA108544U (en) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | HIGH QUALITY INDUSTRIAL PRODUCTION OF CARBIDE POWDER CARBIDE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201512795U UA108544U (en) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | HIGH QUALITY INDUSTRIAL PRODUCTION OF CARBIDE POWDER CARBIDE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA108544U true UA108544U (en) | 2016-07-25 |
Family
ID=56562899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201512795U UA108544U (en) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | HIGH QUALITY INDUSTRIAL PRODUCTION OF CARBIDE POWDER CARBIDE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA108544U (en) |
-
2015
- 2015-12-24 UA UAU201512795U patent/UA108544U/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW201529474A (en) | Synthetic amorphous silica powder and process for manufacturing same | |
| WO2014182347A3 (en) | Method and apparatus for preparing a material of a battery cell | |
| JP2014501683A5 (en) | ||
| Panasyuk et al. | The study of hydrargillite and γ-alumina conversion process in boehmite in different hydrothermal media | |
| Naemchanthara et al. | Temperature effect on chicken egg shell investigated by XRD, TGA and FTIR | |
| JP2012188329A (en) | Geopolymer composition and method for producing the same | |
| Li et al. | Preparation of high-purity α-Si3N4 nano-powder by precursor-carbothermal reduction and nitridation | |
| UA108544U (en) | HIGH QUALITY INDUSTRIAL PRODUCTION OF CARBIDE POWDER CARBIDE | |
| WO2017180083A1 (en) | A method for the industrial production of sic nanopowders and high quality sio-c nanocomposite material and equipment for implementing said method | |
| CN106830902A (en) | A kind of method that use phase transition under high pressure method prepares polycrystalline alpha-aluminium oxide | |
| CN103303914B (en) | Diamond purification technology | |
| Deng et al. | Comparison of morphology and phase composition of hydroxyapatite nanoparticles sonochemically synthesized with dual-or single-frequency ultrasonic reactor | |
| RU2327639C2 (en) | Method of producing high purity silicon | |
| Bruyako et al. | Plasma processing in industry of building materials | |
| JP6660776B2 (en) | Method for producing tantalum nitride (Ta3N5) | |
| Volokitin et al. | Resource Saving Technology for Plasma Treatment of Molybdenum Ore Tailings | |
| RU2008151902A (en) | METHOD FOR PREPARING WOOD RAW MATERIALS FOR PRODUCING SUGARS, INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION AND PRODUCT | |
| CN112110454A (en) | Microwave-assisted synthesis method for rapidly synthesizing SSZ-13 molecular sieve | |
| Yan et al. | Kaolinite-urea intercalation composites | |
| Kim et al. | Effect of dry grinding of pyrophyllite on the hydrothermal synthesis of zeolite Na-X and Na-A | |
| Neumann et al. | Highly structured, biomorphous β-SiC with high specific surface area from Equisetaceae | |
| JP2958449B2 (en) | Method for producing cubic boron nitride particles | |
| Skripnikova et al. | Features of synthesis of clink minerals under conditions of high-concentrated heat flows | |
| RU2494814C2 (en) | Method of diatomite concentration and activation | |
| CN103304176A (en) | Foaming agent for air foamed wall material of coal ash |