Koje su tehnologije prečišćavanja dostupne za grafit koji se koristi u termičkom polju poluprovodnika treće-generacije?

Nov 29, 2025

Ostavi poruku

Grafit se široko koristi u novoj energiji, elektronici, vazduhoplovstvu, vazduhoplovstvu, nuklearnoj energiji i vojnoj industriji, i hvaljen je kao ključna sirovina koja podržava razvoj strateških industrija u nastajanju moje zemlje u 21. veku. Naveden je kao ključni resurs po zemljama i regijama kao što su EU, SAD i Australija. U industriji poluvodiča, proizvodi od grafita se široko koriste u opremi za termičku obradu na visokim -temperaturama kao što su peći za rast kristala, peći za karbonizaciju i peći za grafitizaciju. Grafitni proizvodi visoke -čistoće koji se koriste u trećoj-generaciji poluvodičkog silicijum karbida uključuju grafitne lončiće za rast kristala, grafitne grijače i grafitni prah; njihova čistoća igra odlučujuću ulogu u kvaliteti kristala silicijum karbida.

 

Tehnološkim razvojem i iteracijom, tehnologije prečišćavanja grafita su trenutno klasifikovane u pet kategorija: flotacija, alkalna{0}}kiselinska metoda, metoda fluorovodonične kiseline, metoda prženja hlorisanjem i metoda prečišćavanja na visokim{1}}ima.

 

Metoda flotacije:Metoda flotacije se uglavnom koristi za početno prečišćavanje rude grafita. Njegov osnovni princip je korištenje hidrofobnosti na površini samih mineralnih čestica, ili stvaranje ili povećanje hidrofobnosti nakon tretmana flotacijskim agensima. Površina grafita nije lako navlažena vodom i stoga ima dobru plutajuću sposobnost, što ga čini lakim za odvajanje od nečistoća minerala. Metoda flotacije ima prednosti niske potrošnje energije i reagensi se mogu djelomično ponovo koristiti, ali je čistoća grafita ograničena i teško ga je ponovo pročistiti. Tokom procesa prečišćavanja dolazi do gubitka grafitnog praha, a stopa oporavka je vrlo niska.

 

Alkalna{0}}kiselinska metoda:Grafit i natrijum hidroksid se miješaju i reaguju na 650 stepeni da bi se formirala u vodi-netopiva hidroksidna jedinjenja i djelimično u vodi-produkti koji se ispiru vodom kako bi se uklonile neke nečistoće; zatim se alkalni-otopljeni proizvod pomiješa sa određenom koncentracijom rastvora hlorovodonične kiseline i reaguje na 60-90 stepeni da se nečistoće pretvori u rastvorljive kloride, zatim se ispere vodom i na kraju suši da se dobije grafitni proizvod visoke{7}} čistoće. Prednosti ovog procesa su što je oprema jednostavna i laka za implementaciju, jednokratno ulaganje je malo, a dobijeni proizvod je višeg kvaliteta; nedostaci su velika potrošnja energije, dugo vrijeme reakcije, ozbiljna korozija opreme, veliki gubitak grafita i ozbiljno zagađenje vode.

 

Metoda fluorovodonične kiseline:Nečistoće u sirovoj rudi reaguju sa fluorovodoničnom kiselinom da bi se dobio fluor i fluorosilitna kiselina, koje su lako rastvorljive u vodi. Nečistoće u sirovoj rudi se uklanjaju ispiranjem vodom kako bi se dobio grafit visokog{1}}kvaliteta. Ovaj proces ima visoku efikasnost uklanjanja nečistoća, proizvode visokog{3}}kvaliteta, mali utjecaj na performanse proizvoda od grafita i nisku potrošnju energije. Međutim, fluorovodonična kiselina je veoma toksična i korozivna, te se tokom procesa proizvodnje mora instalirati strogi sigurnosni sistem za prečišćavanje otpadnih voda, što zahtijeva velika ulaganja u zaštitu okoliša.

 

Metoda pečenja hlorisanjem:Pomešati grafit sa određenom količinom redukcionog sredstva, pržiti ga na 1000 stepeni u određenoj atmosferi i uvesti gasni hlor za reakciju, tako da se vredni metali u materijalu pretvaraju u gasnu fazu ili kondenzovanu fazu hlorida i kompleksa sa nižom tačkom ključanja i izlaze, čime se odvajaju od preostalih komponenti za prečišćavanje kako bi se postigla svrha grafita. Ova metoda ima nisku potrošnju energije, visoku efikasnost prečišćavanja, visoku stopu oporavka i nisku cijenu. Međutim, hlor je toksičan i korozivan za metalne proizvode. Ako procuri, to će uzrokovati ozbiljno zagađenje okoliša.

 

Metoda prečišćavanja na visokim temperaturama:Koristeći činjenicu da je tačka topljenja grafita (3850 stepeni) mnogo viša od tačke ključanja nečistoća sadržanih u njemu, grafit se zagreva na iznad 2700 stepeni, tako da nečistoće u grafitu prvo ispare i pobegnu da bi se postigla svrha pročišćavanja. Grafitni proizvodi visoke{3}}čistoće se mogu dobiti kroz ovaj proces, ali oprema za prečišćavanje na visokim{4}}ima temperaturama je skupa, troši mnogo energije, ima ograničen obim proizvodnje i nisku snagu.

 

Pored navedenih pet dobro-poznatih metoda prečišćavanja grafita, posljednjih godina, brzim razvojem tehnologije treće{1}}generacije poluvodiča, rođen je novi tip metode prečišćavanja grafita, tj.metoda fizičkog i hemijskog prečišćavanja.

 

Fizička i hemijska metoda prečišćavanja je da se grafitni proizvodi koji se trebaju prečistiti stave u vakuumsku peć i zagreju. Povećanjem vakuuma u peći, nečistoće u grafitnim proizvodima će se automatski ispariti kada dostignu svoj tlak zasićene pare. Pored toga, halogen gas se koristi za pretvaranje oksida sa visokim tačkama topljenja i ključanja u nečistoćama grafita u halide sa niskim talištem i tačkom ključanja kako bi se postigao efekat prečišćavanja.