Para preparar carboneto de silício (SiC) em laboratório, podem ser utilizados vários métodos, incluindo a deposição de vapor químico a alta temperatura (HTCVD), a sinterização e a ligação por reação. Cada método tem as suas condições e requisitos específicos, que são pormenorizados a seguir.
Deposição de vapor químico a alta temperatura (HTCVD):
- Este método envolve o crescimento de cristais de SiC num reator fechado onde o aquecimento externo mantém a câmara de reação a temperaturas entre 2000°C e 2300°C. O processo é uma reação de superfície que envolve termodinâmica, transporte de gás e crescimento de película. As etapas incluem:
- O gás de reação misto atinge a superfície do material do substrato.
- Decomposição do gás de reação a altas temperaturas, conduzindo a uma reação química na superfície do substrato para formar uma película de cristais sólidos.
Separação do produto sólido da superfície do substrato, com introdução contínua do gás de reação para permitir que a película de cristal continue a crescer.Sinterização:
- A sinterização é um método comum de produção de cerâmicas de carboneto de silício. Envolve a consolidação de pó de SiC sob calor e pressão sem derreter todo o corpo. O processo pode ser melhorado através da adição de auxiliares de sinterização ou da utilização de atmosferas específicas. As etapas principais são:
- Preparação de pó de SiC de elevada pureza.
Compactação do pó na forma desejada.Aquecimento do pó compactado numa atmosfera controlada a uma temperatura abaixo do seu ponto de fusão, normalmente entre 2000°C e 2300°C, para obter a densificação através da difusão atómica.
- Ligação por reação:
- Este método envolve a reação de uma fusão de silício com carbono para formar SiC. O processo inclui:
Misturar uma fonte de carbono com pó de SiC para formar um corpo verde.
Infiltração do corpo verde com silício fundido a altas temperaturas (acima de 1500°C).
