Voici un aperçu simplifié du processus :
Matériel nécessaire :
Silice (SiO2)- du sable ou du quartz.
Carbone (C)- généralement sous forme de coke de pétrole ou de charbon.
Équipement:
Four électrique à haute température.
Étapes du processus Acheson :
Préparation de la charge :
Mélangez la silice et le carbone dans une proportion appropriée (généralement environ 1 partie de silice pour 2,5 parties de carbone en poids).
Chargement du four :
Mettez le mélange au four. Le four est généralement une grande structure cylindrique capable d’atteindre des températures élevées.
Chauffage:
SiO2+3C→SiC+2CO.
Appliquez un courant fort aux électrodes du four. La température à l'intérieur du four s'élève à environ 1 600 à 2 500 degrés (2 912 à 4 532 degrés F).
À ces températures, une réaction chimique se produit dans laquelle le carbone réagit avec le silicium pour former du carbure de silicium, avec du monoxyde de carbone comme sous-produit :
Refroidissement et collecte :
Une fois la réaction terminée, le four est refroidi. Cela produit un mélange de carbure de silicium et de carbone n'ayant pas réagi.
Le carbure de silicium peut ensuite être séparé à l'aide de méthodes physiques et ensuite traité ou raffiné en fonction de la pureté et de la taille des particules souhaitées.
Méthodes alternatives :
Dépôt chimique en phase vapeur (CVD) :Méthode utilisée principalement pour produire des films minces de carbure de silicium en faisant réagir du silane (SiH₄) avec une source de carbone à haute température.
Frittage :Presser des poudres de silicium et de carbone dans un moule, puis les chauffer pour produire du carbure de silicium solide.
Frittage réactif :Cette méthode utilise la réaction entre le silicium et le carbone à haute température et pression.
Applications :
Le carbure de silicium est utilisé dans diverses applications, notamment les semi-conducteurs, les abrasifs et comme matériau réfractaire en raison de sa conductivité thermique élevée et de sa résistance aux chocs thermiques.