كيف تصنع كربيد السيليكون

فيما يلي نظرة عامة مبسطة على العملية:

المواد اللازمة:

السيليكا (SiO2)- الرمل أو الكوارتز.
الكربون (ج)- عادة على شكل فحم الكوك أو الفحم.

معدات:

فرن كهربائي ذو درجة حرارة عالية.

مراحل عملية أتشيسون:

تحضير الشحنة:
قم بخلط السيليكا والكربون بنسبة مناسبة (عادة حوالي جزء واحد من السيليكا إلى 2.5 جزء من الكربون بالوزن).
شحن الفرن:
ضعي الخليط في الفرن. يكون الفرن عادة عبارة عن هيكل أسطواني كبير قادر على الوصول إلى درجات حرارة عالية.
التدفئة:
SiO٪7b٪7b0٪7d٪7dC٪e2٪86٪92SiC٪7b٪7b1٪7d٪7dCO.
قم بتطبيق تيار قوي على الأقطاب الكهربائية الموجودة في الفرن. ترتفع درجة الحرارة داخل الفرن إلى حوالي 1600 إلى 2500 درجة (2912 إلى 4532 درجة فهرنهايت).
عند درجات الحرارة هذه، يحدث تفاعل كيميائي يتفاعل فيه الكربون مع السيليكون لتكوين كربيد السيليكون، مع أول أكسيد الكربون كمنتج ثانوي:
التبريد والجمع:
بعد اكتمال التفاعل، يتم تبريد الفرن. وينتج عن ذلك خليط من كربيد السيليكون والكربون غير المتفاعل.
يمكن بعد ذلك فصل كربيد السيليكون باستخدام الطرق الفيزيائية ومعالجته أو تكريره اعتمادًا على النقاء المطلوب وحجم الجسيمات.

طرق بديلة:

ترسيب البخار الكيميائي (CVD):طريقة تستخدم بشكل رئيسي لإنتاج أغشية رقيقة من كربيد السيليكون عن طريق تفاعل السيلان (SiH₄) مع مصدر الكربون عند درجات حرارة عالية.
تلبيد:ضغط مساحيق السيليكون والكربون في قالب ثم تسخينها لإنتاج كربيد السيليكون الصلب.
تلبيد رد الفعل:تستخدم هذه الطريقة التفاعل بين السيليكون والكربون عند درجة حرارة وضغط مرتفعين.

التطبيقات:

يستخدم كربيد السيليكون في مجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك أشباه الموصلات والمواد الكاشطة وكمادة حرارية بسبب الموصلية الحرارية العالية ومقاومته للصدمات الحرارية.