Для получения карбида кремния (SiC) в лабораторных условиях можно использовать несколько методов, включая высокотемпературное химическое осаждение из паровой фазы (HTCVD), спекание и реакционное соединение. Каждый метод имеет свои специфические условия и требования, которые подробно описаны ниже.
Высокотемпературное химическое осаждение из паровой фазы (HTCVD):
- Этот метод предполагает выращивание кристаллов SiC в закрытом реакторе, где внешний нагрев поддерживает в реакционной камере температуру от 2000°C до 2300°C. Процесс представляет собой поверхностную реакцию, включающую термодинамику, транспортировку газа и рост пленки. Этапы включают:
- Смешанный реакционный газ достигает поверхности материала подложки.
- Разложение реакционного газа при высоких температурах, приводящее к химической реакции на поверхности подложки с образованием твердой кристаллической пленки.
Отделение твердого продукта от поверхности подложки с непрерывным введением реакционного газа, чтобы кристаллическая пленка продолжала расти.Спекание:
- Спекание - распространенный метод производства керамики из карбида кремния. Он включает в себя консолидацию порошка SiC под воздействием тепла и давления без расплавления всего тела. Процесс может быть усовершенствован путем добавления вспомогательных веществ для спекания или использования специальных атмосфер. Ключевыми этапами являются:
- Подготовка порошка SiC высокой чистоты.
Уплотнение порошка до нужной формы.Нагрев спрессованного порошка в контролируемой атмосфере до температуры ниже точки плавления, обычно от 2000°C до 2300°C, для достижения плотности за счет атомной диффузии.
- Реакционное связывание:
- Этот метод включает в себя реакцию расплава кремния с углеродом с образованием SiC. Процесс включает в себя:
Смешивание источника углерода с порошком SiC для получения зеленого тела.
Проникновение в зеленое тело расплавленного кремния при высоких температурах (выше 1500°C).
