Aqui está uma visão geral simplificada do processo:
Materiais necessários:
Sílica (SiO2)- areia ou quartzo.
Carbono (C)- geralmente na forma de coque de petróleo ou carvão.
Equipamento:
Forno elétrico de alta temperatura.
Etapas do Processo Acheson:
Preparação da carga:
Misture sílica e carbono em uma proporção adequada (geralmente cerca de 1 parte de sílica para 2,5 partes de carbono em peso).
Carregando o forno:
Coloque a mistura no forno. O forno é geralmente uma grande estrutura cilíndrica capaz de atingir altas temperaturas.
Aquecimento:
SiO2+3C→SiC+2CO.
Aplique uma corrente forte aos eletrodos do forno. A temperatura dentro do forno sobe para cerca de 1.600 a 2.500 graus (2.912 a 4.532 graus F).
Nessas temperaturas, ocorre uma reação química na qual o carbono reage com o silício para formar carboneto de silício, tendo o monóxido de carbono como subproduto:
Resfriamento e coleta:
Após a reação estar completa, o forno é resfriado. Isso produz uma mistura de carboneto de silício e carbono que não reagiu.
O carboneto de silício pode então ser separado usando métodos físicos e posteriormente processado ou refinado dependendo da pureza desejada e do tamanho de partícula.
Métodos alternativos:
Deposição Química de Vapor (CVD):Método usado principalmente para produzir filmes finos de carboneto de silício pela reação do silano (SiH₄) com uma fonte de carbono em altas temperaturas.
Sinterização:Pressionar pós de silício e carbono em um molde e depois aquecê-los para produzir carboneto de silício sólido.
Sinterização reativa:Este método utiliza a reação entre silício e carbono em alta temperatura e pressão.
Aplicações:
O carboneto de silício é usado em diversas aplicações, incluindo semicondutores, abrasivos e como material refratário devido à sua alta condutividade térmica e resistência ao choque térmico.