คำศัพท์ที่ใช้กันทั่วไปในกระบวนการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์

ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผ่านกระบวนการตกผลึกใหม่ (RXSIC, ReSIC, RSIC, R-SIC) วัตถุดิบเริ่มต้นคือซิลิคอนคาร์ไบด์ ไม่มีการใช้สารช่วยเพิ่มความหนาแน่น ชิ้นงานดิบจะถูกให้ความร้อนสูงกว่า 2200 องศาเซลเซียสเพื่อการอัดแน่นขั้นสุดท้าย วัสดุที่ได้จะมีรูพรุนประมาณ 25% ซึ่งจำกัดคุณสมบัติทางกล แต่ก็สามารถมีความบริสุทธิ์สูงได้ กระบวนการผลิตประหยัดมาก
ซิลิคอนคาร์ไบด์แบบยึดติดด้วยปฏิกิริยา (RBSIC) วัตถุดิบเริ่มต้นคือซิลิคอนคาร์ไบด์และคาร์บอน จากนั้นชิ้นส่วนดิบจะถูกแทรกซึมด้วยซิลิคอนหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่า 1450 องศาเซลเซียส ด้วยปฏิกิริยา: SiC + C + Si -> SiC โครงสร้างจุลภาคโดยทั่วไปจะมีซิลิคอนส่วนเกินอยู่บ้าง ซึ่งจำกัดคุณสมบัติที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานการกัดกร่อน การเปลี่ยนแปลงขนาดเกิดขึ้นน้อยมากในระหว่างกระบวนการ อย่างไรก็ตาม มักจะมีชั้นซิลิคอนปรากฏอยู่บนพื้นผิวของชิ้นส่วนสุดท้าย ZPC RBSiC ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงในการผลิตวัสดุบุผิวทนการสึกหรอ แผ่น กระเบื้อง วัสดุบุผิวไซโคลน บล็อก ชิ้นส่วนรูปทรงไม่สม่ำเสมอ และหัวฉีด FGD ที่ทนการสึกหรอและการกัดกร่อน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ท่อ และอื่นๆ

ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ยึดด้วยไนไตรด์ (NBSIC, NSIC) วัตถุดิบเริ่มต้นคือซิลิคอนคาร์ไบด์และผงซิลิคอน ชิ้นงานดิบจะถูกเผาในบรรยากาศไนโตรเจน ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยา SiC + 3Si + 2N2 -> SiC + Si3N4 วัสดุที่ได้จะมีขนาดเปลี่ยนแปลงน้อยมากในระหว่างกระบวนการผลิต และมีรูพรุนอยู่บ้าง (โดยทั่วไปประมาณ 20%)

ซิลิคอนคาร์ไบด์เผาผนึกโดยตรง (SSIC) ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นวัตถุดิบเริ่มต้น สารช่วยเพิ่มความหนาแน่นคือโบรอนและคาร์บอน และกระบวนการเพิ่มความหนาแน่นเกิดขึ้นโดยปฏิกิริยาของแข็งที่อุณหภูมิสูงกว่า 2200 องศาเซลเซียส คุณสมบัติที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานการกัดกร่อนนั้นดีเยี่ยมเนื่องจากไม่มีเฟสที่สองที่เป็นแก้วที่บริเวณขอบเกรน

ซิลิคอนคาร์ไบด์เผาผนึกแบบเฟสของเหลว (LSSIC) ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นวัตถุดิบเริ่มต้น สารช่วยเพิ่มความหนาแน่นคืออิตเทรียมออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์ กระบวนการเพิ่มความหนาแน่นเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่า 2100 องศาเซลเซียส โดยปฏิกิริยาในเฟสของเหลว ส่งผลให้เกิดเฟสที่สองที่เป็นแก้ว คุณสมบัติทางกลโดยทั่วไปดีกว่า SSIC แต่คุณสมบัติที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานการกัดกร่อนไม่ดีเท่า

ซิลิคอนคาร์ไบด์อัดร้อน (HPSIC) ใช้ผงซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นวัตถุดิบเริ่มต้น สารช่วยเพิ่มความหนาแน่นโดยทั่วไปคือ โบรอนผสมกับคาร์บอน หรือ อิตเทรียมออกไซด์ผสมกับอะลูมิเนียมออกไซด์ การเพิ่มความหนาแน่นเกิดขึ้นโดยการใช้แรงดันเชิงกลและอุณหภูมิพร้อมกันภายในแม่พิมพ์กราไฟต์ รูปทรงที่ได้จะเป็นแผ่นเรียบ สามารถใช้สารช่วยในการเผาผนึกในปริมาณน้อยได้ คุณสมบัติเชิงกลของวัสดุที่อัดร้อนจะใช้เป็นเกณฑ์พื้นฐานในการเปรียบเทียบกับกระบวนการอื่นๆ คุณสมบัติทางไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนสารช่วยเพิ่มความหนาแน่น

ซิลิคอนคาร์ไบด์แบบ CVD (CVDSIC) วัสดุนี้เกิดขึ้นจากกระบวนการตกตะกอนไอสารเคมี (CVD) โดยใช้ปฏิกิริยา: CH3SiCl3 -> SiC + 3HCl ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นภายใต้บรรยากาศ H2 โดย SiC จะถูกตกตะกอนลงบนพื้นผิวแกรไฟต์ กระบวนการนี้ทำให้ได้วัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูงมาก อย่างไรก็ตาม สามารถผลิตได้เพียงแผ่นเรียบเท่านั้น กระบวนการนี้มีราคาแพงมากเนื่องจากเวลาในการเกิดปฏิกิริยาช้า

ซิลิคอนคาร์ไบด์คอมโพสิตแบบไอสารเคมี (CVCSiC) กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยสารตั้งต้นกราไฟต์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ ซึ่งถูกขึ้นรูปเป็นรูปร่างใกล้เคียงกับรูปร่างสุดท้ายในสถานะกราไฟต์ กระบวนการแปลงสภาพจะนำชิ้นส่วนกราไฟต์ไปผ่านปฏิกิริยาของแข็งในสถานะไอแบบในตัว เพื่อผลิต SiC แบบผลึกหลายเหลี่ยมที่มีสัดส่วนทางเคมีที่ถูกต้อง กระบวนการที่ควบคุมอย่างเข้มงวดนี้ช่วยให้สามารถผลิตชิ้นส่วน SiC ที่แปลงสภาพอย่างสมบูรณ์ซึ่งมีดีไซน์ซับซ้อน มีคุณสมบัติความคลาดเคลื่อนที่แม่นยำและความบริสุทธิ์สูง กระบวนการแปลงสภาพนี้ช่วยลดเวลาการผลิตและลดต้นทุนเมื่อเทียบกับวิธีการอื่นๆ* แหล่งที่มา (ยกเว้นที่ระบุไว้): Ceradyne Inc., Costa Mesa, Calif.