لتحضير كربيد السيليكون (SiC) في المختبر، يمكن استخدام عدة طرق، بما في ذلك الترسيب الكيميائي للبخار عالي الحرارة (HTCVD)، والتلبيد، والترابط التفاعلي. كل طريقة لها شروطها ومتطلباتها المحددة، وهي مفصلة أدناه.
ترسيب البخار الكيميائي عالي الحرارة (HTCVD):
- تتضمن هذه الطريقة زراعة بلورات SiC في مفاعل مغلق حيث يحافظ التسخين الخارجي على غرفة التفاعل عند درجات حرارة تتراوح بين 2000 درجة مئوية و2300 درجة مئوية. وهذه العملية عبارة عن تفاعل سطحي يشمل الديناميكا الحرارية ونقل الغاز ونمو الفيلم. وتشمل الخطوات ما يلي:
- وصول غاز التفاعل المختلط إلى سطح مادة الركيزة.
- تحلل غاز التفاعل عند درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى تفاعل كيميائي على سطح الركيزة لتشكيل طبقة بلورية صلبة.
انفصال المنتج الصلب عن سطح الركيزة، مع الإدخال المستمر لغاز التفاعل للسماح للفيلم البلوري بالاستمرار في النمو.التلبيد:
- التلبيد هو طريقة شائعة لإنتاج سيراميك كربيد السيليكون. وهي تنطوي على دمج مسحوق كربيد السيليكون تحت الحرارة والضغط دون ذوبان الجسم بأكمله. ويمكن تحسين العملية عن طريق إضافة مساعدات التلبيد أو استخدام أجواء معينة. الخطوات الرئيسية هي:
- تحضير مسحوق SiC عالي النقاء.
ضغط المسحوق إلى الشكل المطلوب.تسخين المسحوق المضغوط في جو متحكم به إلى درجة حرارة أقل من درجة انصهاره، عادةً ما تكون حوالي 2000 درجة مئوية إلى 2300 درجة مئوية، لتحقيق التكثيف من خلال الانتشار الذري.
- الترابط التفاعلي:
- تنطوي هذه الطريقة على تفاعل ذوبان السيليكون مع الكربون لتكوين SiC. وتشمل العملية:
خلط مصدر الكربون مع مسحوق سيليكون السيليكون لتشكيل جسم أخضر.
تسريب الجسم الأخضر بالسيليكون المنصهر في درجات حرارة عالية (أعلى من 1500 درجة مئوية).
