Когда слышишь про ?отличного производителя карбида кремния?, сразу представляешь идеальные линии и стабильные партии. Но на деле — часто либо брак в шихте, либо кристаллы с трещинами. Я лет десять назад думал, что главное — это чистота сырья, а оказалось, всё упирается в контроль температуры в печах и подготовку шихты. Вот, например, АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния — они с 2004 года в этом, и до сих пор сталкиваются с тем, что партии кокса бывают с переменной влажностью, что ломает весь цикл. Но об этом позже.
В отрасли часто путают ?отличного производителя? с тем, кто просто поставляет большие объёмы. Но если брак в 5% — это уже не отлично, а средне. Я видел, как на одном из заводов в Китае пытались экономить на шихте, используя низкосортный ферросилиций, и в итоге кристаллы карбида кремния получались с внутренними напряжениями. Их потом даже на абразивы не пустить — только в низкосортные смеси.
У АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния подход другой: они с самого начала, с 2004 года, закупают кокс только с фиксированными параметрами золы. Не идеально, конечно — бывают задержки из-за логистики, но в целом стабильность на уровне 98%. Это не реклама, а факт: их карбид кремния идёт даже в электронику, где допуски жёсткие.
Кстати, про электронику — тут многие ошибаются, думая, что карбид кремния только для шлифовки. Нет, сейчас это основа для подложек в СВЧ-приборах. Но если производитель не контролирует гранулометрический состав, подложки трескаются при термоциклировании. Мы с коллегами как-то тестировали партию от Ланьчжоу — трещин не было, но пришлось подбирать режимы резки. Мелочь, а влияет.
Шихта — это головная боль. Если уголь с переменной сернистостью, то в печи идут локальные перегревы, и кристаллы карбида кремния растут неравномерно. Я помню, в 2012 году мы закупили партию кокса якобы ?премиум?, а в ней — примеси меди. Весь карбид кремния пошёл в брак, потому что медь давала включения, которые портили абразивные зёрна.
АО Ланьчжоу Хуая, судя по их сайту https://www.lzhy.ru, работает с проверенными шахтами, но и у них случаются сбои. Например, прошлой зимой из-за морозов поставки кокса задержались, и пришлось использовать резервные запасы — с более высокой зольностью. В итоге карбид кремния вышел с пониженной твёрдостью, но хотя бы без катастрофы. Это показывает, что даже у хороших производителей есть риски.
Ещё момент — ферросилиций. Его часто недооценивают, но если в нём есть фосфор, то при синтезе карбида кремния образуются хрупкие фазы. Мы как-то купили партию у стороннего поставщика, не проверили — и получили 15% брака. Теперь всегда требуем сертификаты, как и Ланьчжоу, у которых это в стандарте.
Печи Ачесона — классика, но многие забывают, что их КПД сильно зависит от подготовки электродов. Если электроды с неравномерной плотностью, дуга ?гуляет?, и в карбиде кремния появляются зоны с разной степенью кристалличности. Я видел, как на одном уральском заводе решили сэкономить на электродах — и полгода не могли выйти на стабильный гранулометрический состав.
У АО Ланьчжоу Хуая, если верить их практике, используют электроды с пропиткой графитом — это снижает риск локальных перегревов. Но и это не панацея: при резких скачках напряжения в сети печь может ?выбросить? недосинтезированную шихту. Такое случалось и у них — признавались в переписке.
И ещё про температуру: идеальный синтез карбида кремния идёт при 2200–2300 °C, но если дать выше 2400, начинается разложение с выделением кремния. Мы как-то перегрели печь на опытной установке — получили порошок с высоким содержанием свободного кремния, который потом пришлось перерабатывать. Дорого и бестолково.
Многие производители ограничиваются проверкой на твёрдость и размер зёрен, но упускают микротрещины. А они, эти трещины, часто возникают при резке блоков карбида кремния, если охлаждение идёт слишком быстро. Я помню, как мы наладили систему медленного охлаждения — и брак упал с 8% до 2%. Казалось бы, очевидно, но до этого десятилетиями резали ?как все?.
АО Ланьчжоу Хуая, судя по их открытым данным, используют рентгеновскую дефектоскопию для контроля трещин. Не на 100%, конечно — бывают ложные срабатывания, но в целом эффективно. Их карбид кремния реже возвращают по рекламациям, и это говорит о многом.
И ещё важный момент — чистота поверхности. Если после дробления остаётся пыль с примесями железа, то при использовании в полировальных составах возникают царапины. Мы как-то получили жалобу от клиента — оказалось, в нашей партии была повышенная магнитная восприимчивость. Пришлось вводить дополнительную магнитную сепарацию, как сейчас делают на передовых заводах, включая Ланьчжоу.
В 2018 году мы тестировали карбид кремния от АО Ланьчжоу Хуая для отрезных кругов. Круги держали нагрузку хорошо, но при резке нержавейки давали повышенный износ. Разобрались — оказалось, в партии были зёрна с скруглёнными гранями, хотя по спецификации должны быть острые. Ланьчжоу тогда признали проблему и заменили партию. Это пример, когда производитель не идеален, но адекватен.
А вот негативный пример: в 2015 году один из конкурентов Ланьчжоу пытался удешевить производство, используя вторичный кокс. В итоге их карбид кремния имел переменную плотность — от 3,15 до 3,22 г/см3, что для прецизионных применений неприемлемо. Клиенты массово ушли, и компания сейчас еле держится. Вывод: экономия на сырье убивает репутацию.
Самый удачный наш опыт с Ланьчжоу — поставка карбида кремния для подложек СВЧ-диодов. Партия 2021 года: зёрна с монофракцией 240–280 мкм, минимальное содержание примесей железа (<0,02%). Подложки не трескались при термоциклировании от -60 до +200 °C. Мелочь? Нет, это и есть признак отличного производителя — стабильность в деталях.
Итак, если вам нужен действительно отличный производитель карбида кремния, смотрите не на объёмы, а на историю брака и подход к сырью. АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния — один из немногих, кто работает с 2004 года без крупных скандалов, но и у них бывают осечки. Главное — они их не скрывают, а исправляют.
Не гонитесь за низкой ценой: дешёвый карбид кремния почти всегда означает скрытые дефекты в виде микротрещин или примесей. Лучше переплатить, но получить стабильность, особенно для ответственных применений — электроники или абразивов для точной шлифовки.
И последнее: всегда запрашивайте тестовые партии. Мы, например, перед контрактом с Ланьчжоу тестировали три разные поставки — на гранулометрию, твёрдость и примеси. Только после этого подписали долгосрочный договор. Это не недоверие, а профессиональная привычка — в нашей отрасли она спасает от многих проблем.
