Когда говорят про оксид кремния карбида кремния, сразу вспоминаются типичные ошибки новичков – многие путают технические марки с электронными, не понимая, что разница в содержании свободного углерода может доходить до 2.5%. В нашей лаборатории это выяснили на практике, когда пришлось перерабатывать партию с показателем 0.8% вместо заявленных 0.3%.
Вот смотрю на последние пробы от АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния – у них стабильный гранулометрический состав, особенно в фракции 0-1 мм. Но помню случай 2019 года, когда пришлось отклонить три вагона из-за неравномерного спекания – в центре блока твердость была 98 по Шору, а по краям едва доходила до 89.
Содержание Fe2O3 – отдельная история. В идеале должно быть ниже 0.15%, но некоторые производители пытаются экономить на магнитной сепарации. Как-то раз получили партию с показателем 0.22%, пришлось самим досепарировать, иначе бы вся огнеупорная продукция пошла в брак.
Сейчас многие гонятся за чистотой 99.6%, но на практике для большинства применений достаточно 99.2%. Главное – стабильность параметров от партии к партии. У того же Ланьчжоу Хуая в этом плане неплохо получается, видно по их открытым данным на https://www.lzhy.ru
При производстве черного карбида часто недооценивают важность подготовки шихты. Помню, как в 2017 пробовали заменять нефтяной кокс каменноугольным – экономия вроде бы вышла, но потом пришлось увеличивать температуру в печах Ачесона на 200 градусов, что привело к перерасходу электроэнергии.
С оксидом кремния ситуация сложнее – здесь критична степень очистки кварцита. На нашем опыте, при содержании Al2O3 выше 0.8% начинаются проблемы с кристаллизацией. Особенно заметно при производстве монокристаллов для электроники.
Интересно, что АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния в своем профиле указывает производство ферросилиция – это как раз говорит о комплексном подходе к сырьевой базе. Хотя лично я сомневаюсь в эффективности такого совмещения, если нет раздельных технологических линий.
Для абразивных материалов мы обычно берем карбид с размером зерна 240-260 мкм. Но вот для полировки кремниевых пластин требуется фракция 5-8 мкм, и здесь уже важен не только размер, но и форма частиц. Как-то купили у одного китайского производителя – вроде бы по спецификации подходило, а на деле оказалось слишком много игольчатых фракций.
В огнеупорах вообще отдельная история. Спекаем при 1850°C, но если в карбиде превышено содержание кальция, начинается преждевременное спекание. Пришлось как-то экстренно менять температурный профиль – подняли до 1920°C, но это привело к увеличению пористости.
На сайте lzhy.ru упоминают про минеральную продукцию – интересно, используют ли они отходы производства карбида? Мы пробовали – получается неплохой наполнитель для строительных смесей, но нужно тщательно очищать от остатков смол.
Сейчас многие переходят на зеленый карбид, но я пока скептически отношусь – да, экологичнее, но по твердости уступает черному минимум на 10%. Хотя для некоторых применений в металлургии это некритично.
Энергопотребление – отдельная головная боль. Современные печи потребляют около 8500 кВт·ч на тонну, но можно снизить до 7800, если оптимизировать систему охлаждения. Мы в прошлом году модернизировали газоотводы – экономия вышла примерно 12%.
Что касается АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния, судя по дате основания (2004 год), у них уже накоплен серьезный опыт. Хотя интересно, как они решают вопрос с экологией – у нас, например, система очистки газов обходится в 15% от себестоимости.
Сейчас активно развивается направление нанопорошков карбида кремния – для композитных материалов. Но здесь проблема с агломерацией частиц – даже при использовании ПАВ остается около 8% агломератов размером свыше 200 нм.
Для солнечной энергетики перспективен карбид с контролируемой проводимостью – но пока себестоимость слишком высока. Мы пробовали легировать азотом – вроде бы получается, но стабильность параметров оставляет желать лучшего.
Если говорить про оксид кремния карбида кремния в целом – рынок будет расти, особенно в сегменте высокочистых материалов. Но конкуренция с китайскими производителями становится все жестче – они уже могут предлагать 99.8% чистоту по цене наших 99.5%.
По своему опыту скажу – при выборе поставщика нужно смотреть не только на паспортные характеристики, но и на стабильность поставок. Мы как-то работали с производителем, у которого от партии к партии содержание SiC колебалась от 98.7% до 99.3% – постоянно приходилось корректировать технологию.
Из российских компаний АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния выглядит перспективно – у них широкий ассортимент, включая ферросилиций и минеральную продукцию. Хотя для точных применений я бы все равно рекомендовал делать дополнительные испытания.
В целом, производство карбида кремния – это постоянный баланс между качеством и себестоимостью. Слишком дешевый продукт обычно имеет скрытые недостатки, а переплачивать за избыточные характеристики тоже не всегда разумно.
