วิธีการผลิตทางอุตสาหกรรมของซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผ่านกระบวนการเผาผนึกด้วยปฏิกิริยาจะต้องมีคุณภาพสูง

วิธีการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์แบบเผาผนึกในระดับอุตสาหกรรม คือการสกัดทรายควอตซ์คุณภาพสูงและถ่านโค้กปิโตรเลียมที่ผ่านการเผาในเตาเผาไฟฟ้า จากนั้นจึงนำบล็อกซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผ่านการกลั่นแล้วมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีการกระจายขนาดอนุภาคต่างๆ โดยการบด การล้างด้วยกรดและด่างเข้มข้น การแยกด้วยแม่เหล็ก และการร่อนหรือการแยกด้วยน้ำ

ซิลิคอนคาร์ไบด์มีสองประเภทพื้นฐานที่พบได้ทั่วไป คือ ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำและซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว ซึ่งทั้งหมดจัดอยู่ในกลุ่ม α-SiC ① ซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำมี SiC ประมาณ 95% และมีความยืดหยุ่นสูงกว่าซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตและแปรรูปวัตถุดิบที่มีความแข็งแรงดึงต่ำ เช่น กระจกลามิเนต เครื่องเคลือบดินเผา หิน วัสดุทนไฟ เหล็กหล่อ และโลหะมีค่า ② ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียวมี SiC ประมาณ 97% ขึ้นไป มีคุณสมบัติในการลับคมได้ดี ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตและแปรรูปเครื่องมือคาร์ไบด์ โลหะไทเทเนียม และเลนส์ออปติคอล และยังใช้สำหรับการลับคมปลอกกระบอกสูบและการขัดเงาเครื่องมือเหล็กความเร็วสูง นอกจากนี้ ยังมีซิลิคอนคาร์ไบด์ชนิดผลึกสีเขียวอ่อนที่ผลิตด้วยกระบวนการใหม่ ซึ่งใช้ในการผลิตแม่พิมพ์ที่เหมาะสมสำหรับการขัดผิวแบริ่งขั้นสูง ซึ่งสามารถลดความหยาบของพื้นผิวจาก Ra32 ~ 0.16 μm เหลือ Ra0.04 ~ 0.02 μm ได้

การใช้งานหลักของการเผาผนึกปฏิกิริยาของซิลิคอนคาร์ไบด์

(1) ในฐานะวัสดุที่ทนต่อการสึกหรอ สามารถใช้เป็นแม่พิมพ์ เช่น ล้อทราย หินลับมีด ล้อเจียร กระเบื้องทราย เป็นต้น

(2) ในฐานะสารลดออกซิเจนและวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนสำหรับอุตสาหกรรมโลหะวิทยา ซิลิคอนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่มีการใช้งานหลัก 4 ประการ ได้แก่ เซรามิกส์เชิงฟังก์ชัน วัสดุทนไฟระดับสูง วัสดุที่ทนต่อการสึกหรอ และวัตถุดิบในการถลุงโลหะ ในขั้นตอนนี้ ซิลิคอนคาร์ไบด์ดิบสามารถจัดหาได้หลายวิธี ซึ่งไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ไฮเทค และการประยุกต์ใช้ผงนาโนซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีเนื้อหาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสูงมากนั้นไม่น่าจะก่อให้เกิดผลกระทบในระยะสั้น

(3) ผลึกเดี่ยวที่มีความบริสุทธิ์สูง เหมาะสำหรับการผลิตวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ การผลิตเส้นใยเคมีซิลิคอนคาร์ไบด์

ขอบเขตการใช้งาน: สำหรับการตัดแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 3-12 ฟุต เซลล์แสงอาทิตย์ โพแทสเซียมอาร์เซไนด์ ควอตซ์เรโซเนเตอร์ และวัสดุอื่นๆ รวมถึงการแปรรูปวัตถุดิบในโครงการวิศวกรรมห่วงโซ่อุปทานของอุตสาหกรรมโซลาร์เซลล์ อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ และอุตสาหกรรมผลึกเพียโซอิเล็กทริก

การเผาผนึกแบบปฏิกิริยาของซิลิคอนคาร์ไบด์ – สาเหตุของการเกิด

แร่ซิลิคอนคาร์ไบด์เกิดขึ้นจากสภาวะความดันสูงและอุณหภูมิสูงมากในแกนโลก ทำให้เกิดการปะทุขึ้นบนพื้นดินพร้อมกับลาวา เช่นในประเทศไทย ออสเตรเลีย มณฑลซานตงของจีน สหรัฐอเมริกา และประเทศอื่นๆ ส่วนแร่ซิลิคอนคาร์ไบด์เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา เช่นในเมียนมาร์ แคชเมียร์ มณฑลอานฮุยของจีน และภูมิภาคอื่นๆ ทับทิมในโลกส่วนใหญ่ได้มาจากแหล่งแร่ตะกอน ส่วนแร่ซิลิคอนคาร์ไบด์นั้น เกิดจากปฏิกิริยาการกัดเซาะ การรวมตัว และการเผาผนึก โดยใช้แร่ซิลิคอนบริสุทธิ์จากธรรมชาติ คาร์บอน กากไม้ และเกลืออุตสาหกรรมเป็นวัตถุดิบหลัก โดยการให้ความร้อนในเตาเผาด้วยไฟฟ้าเพื่อให้เกิดการสะท้อนความร้อน การเติมกากไม้เพื่อสร้างวัสดุผสมขนาดเล็กที่อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดโครงสร้างที่มีรูพรุน ซึ่งเอื้อต่อการสะท้อนไอน้ำและสารระเหยในปริมาณมาก เพื่อป้องกันอุบัติเหตุการระเบิด เนื่องจากการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ 1 ตัน อาจก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ประมาณ 1.4 ตัน เกลืออุตสาหกรรม (NaCl) มีบทบาทในการกำจัดอะลูมิเนียมออกไซด์ สารประกอบ และสารตกค้างอื่นๆ ในวัสดุ