Aquí hay una descripción general simplificada del proceso:
Materiales necesarios:
Sílice (SiO2)- arena o cuarzo.
Carbono (C)- normalmente en forma de coque de petróleo o carbón.
Equipo:
Horno eléctrico de alta temperatura.
Etapas del Proceso Acheson:
Preparación de carga:
Mezcle sílice y carbono en una proporción adecuada (normalmente aproximadamente 1 parte de sílice por 2,5 partes de carbono en peso).
Cargando el horno:
Coloca la mezcla en el horno. El horno suele ser una gran estructura cilíndrica capaz de alcanzar altas temperaturas.
Calefacción:
SiO2+3C→SiC+2CO.
Aplique una corriente fuerte a los electrodos en el horno. La temperatura dentro del horno aumenta a aproximadamente 1600 a 2500 grados (2912 a 4532 grados F).
A estas temperaturas, se produce una reacción química en la que el carbono reacciona con el silicio para formar carburo de silicio, con monóxido de carbono como subproducto:
Enfriamiento y recogida:
Una vez completada la reacción, se enfría el horno. Esto produce una mezcla de carburo de silicio y carbono sin reaccionar.
Luego, el carburo de silicio se puede separar mediante métodos físicos y procesarse o refinarse adicionalmente según la pureza y el tamaño de partícula deseados.
Métodos alternativos:
Deposición química de vapor (CVD):Método utilizado principalmente para producir películas delgadas de carburo de silicio haciendo reaccionar silano (SiH₄) con una fuente de carbono a altas temperaturas.
Sinterización:Presionar polvos de silicio y carbono en un molde y luego calentarlos para producir carburo de silicio sólido.
Sinterización reactiva:Este método utiliza la reacción entre silicio y carbono a alta temperatura y presión.
Aplicaciones:
El carburo de silicio se utiliza en una variedad de aplicaciones que incluyen semiconductores, abrasivos y como material refractario debido a su alta conductividad térmica y resistencia al choque térmico.