Här är en förenklad översikt över processen:
Material som behövs:
Kiseldioxid (SiO2)- sand eller kvarts.
Kol (C)- vanligtvis i form av petroleumkoks eller kol.
Utrustning:
Elugn med hög temperatur.
Stadier av Acheson-processen:
Förberedelse av avgift:
Blanda kiseldioxid och kol i en lämplig proportion (vanligtvis cirka 1 del kiseldioxid till 2,5 viktdelar kol).
Ladda ugnen:
Placera blandningen i ugnen. Ugnen är vanligtvis en stor cylindrisk struktur som kan nå höga temperaturer.
Uppvärmning:
SiO2+3C→SiC+2CO.
Applicera en stark ström till elektroderna i ugnen. Temperaturen inuti ugnen stiger till cirka 1 600 till 2 500 grader (2 912 till 4 532 grader F).
Vid dessa temperaturer uppstår en kemisk reaktion där kol reagerar med kisel för att bilda kiselkarbid, med kolmonoxid som en biprodukt:
Kylning och uppsamling:
Efter att reaktionen är fullbordad kyls ugnen. Detta ger en blandning av kiselkarbid och oreagerat kol.
Kiselkarbiden kan sedan separeras med fysikaliska metoder och vidarebearbetas eller förädlas beroende på önskad renhet och partikelstorlek.
Alternativa metoder:
Kemisk ångdeposition (CVD):En metod som huvudsakligen används för att framställa tunna filmer av kiselkarbid genom att reagera silan (SiH4) med en kolkälla vid höga temperaturer.
Sintring:Att pressa kisel- och kolpulver i en form och sedan värma dem för att producera fast kiselkarbid.
Reaktiv sintring:Denna metod utnyttjar reaktionen mellan kisel och kol vid hög temperatur och högt tryck.
Applikationer:
Kiselkarbid används i en mängd olika applikationer inklusive halvledare, slipmedel och som ett eldfast material på grund av dess höga värmeledningsförmåga och motståndskraft mot värmechock.