از آنجایی که پودر SiC نقش مهمی در رشد تک کریستال ایفا می کند، در سال های اخیر، تهیه پودر SiC{0} با خلوص بالا به تدریج به کانون تحقیقاتی در زمینه رشد تک کریستال SiC تبدیل شده است.
عمدتاً سه روش برای سنتز پودر SiC وجود دارد: روش اول، روش فاز جامد-، که عمدتاً شامل روش احیای کربوترمال، روش آلیاژسازی مکانیکی، و روش سنتز در دمای بالا-خود انتشاری است. روش دوم، روش فاز مایع-، که معرف‌ترین آن روش سل-ژل و روش پیرولیز پلیمری است. و سومین روش فاز-گاز است که نشان‌دهنده‌ترین آنها رسوب شیمیایی بخار (CVD) و روش پلاسما است.
روش فاز جامد-
روش کاهش کربوترمال
در روش احیای کربوترمال معمولا از پودر سیلیس به عنوان منبع سیلیکون و کربن بلک و کک نفتی به عنوان منبع کربن استفاده می شود. منبع کربن و منبع سیلیکون به نسبت معینی به طور یکنواخت مخلوط شده و سپس حرارت داده می شود و پس از نگهداری در دمای معین برای مدت زمان، پودر کاربید سیلیکون تشکیل می شود. به دلیل فرآیند ساده و هزینه کم مواد اولیه، در حال حاضر رایج ترین روش برای تولید صنعتی کاربید سیلیکون است.
در حال حاضر، تهیه پودر SiC به روش سنتی احیای کربوترمال، همچنان از مشکلاتی مانند خلوص کم پودر، ناخالصی زیاد، مصرف انرژی بالا و ظرافت ناکافی پودر رنج می برد. با این حال، این روش دارای مزایایی مانند مواد خام ارزان، عملیات ساده و فناوری بالغ است، بنابراین هنوز هم موقعیت غالب در تهیه کاربید سیلیکون با کیفیت پایین- را حفظ می کند.
روش آلیاژسازی مکانیکی
تهیه پودر کاربید سیلیکون با آلیاژسازی مکانیکی معمولاً از انرژی تولید شده توسط آسیاب گلوله ای با انرژی بالا استفاده می کند تا برخورد متقابل و انتشار بین واکنش دهنده ها را تقویت کند و محصول مورد نظر را تشکیل دهد. در طول فرآیند آسیاب گلوله ای، تحت تاثیر و فشرده سازی بسیار زیاد موضعی ناشی از-چرخش با سرعت بالا- توپ های آسیاب با انرژی بالا، سطوح تازه در معرض ذرات با یکدیگر ترکیب می شوند. آسیاب گلوله ای با انرژی بالا{5}} باعث می شود که ذرات تعداد زیادی نقص ایجاد کنند. با هدایت انرژی آزاد، اتم‌ها بین سطوح ذرات به یکدیگر پراکنده می‌شوند و در نتیجه فاز جدیدی را تشکیل می‌دهند.
روش آلیاژسازی مکانیکی دارای مزایایی مانند تکنولوژی تولید ساده، هزینه کم و توانایی دستیابی به تولید انبوه پودر کاربید سیلیکون می باشد. با این حال، از آنجایی که سنتز پودر SiC توسط آلیاژسازی مکانیکی از طریق حرکت تصادفی تصادفی به دست می‌آید، ذرات محصول معمولاً توزیع اندازه ذرات گسترده‌ای دارند و هنوز فناوری طبقه‌بندی برای غربال کردن مواد مورد نیاز است. در عین حال، در طی فرآیند آسیاب گلوله ای، ناخالصی های محیط آسیاب و شیشه های فرز به راحتی وارد می شوند و چون پودر ماده خام معمولاً از طریق واکنش های سطح-به-سطح واکنش نشان می دهد، احتمالاً واکنش ناقص رخ می دهد. به طور خلاصه، آلیاژسازی مکانیکی یک روش ایده‌آل برای سنتز پودر SiC با خلوص{{5} بالا نیست.
روش سنتز دمای بالا-خود انتشار-
روش سنتز در دمای بالا-خود انتشار-به روش سنتز فاز جامد تعلق دارد. در این روش تحت شرایط منبع گرمایش خارجی، فعال کننده هایی اضافه می شود تا واکنش شیمیایی واکنش دهنده ها به طور خود به خود و پیوسته انجام شود. با این حال، افزودن فعال کننده ها ناگزیر ناخالصی های دیگری را وارد می کند. به منظور اطمینان از خلوص محصول، محققان افزایش دمای واکنش و ادامه گرمایش را برای حفظ واکنش انتخاب می‌کنند. به این روش، روش سنتز در دمای بالا-خود انتشاری بهبود یافته-می‌گویند.
روش سنتز در دمای بالا{0}}خود انتشار- بهبود یافته فرآیند آماده سازی ساده و راندمان سنتز بالایی دارد و به طور گسترده در صنعت برای تولید پودر SiC با خلوص{{2} بالا استفاده می شود. این روش از منابع جامد Si و منابع C به عنوان مواد خام استفاده می کند و باعث می شود که آنها به طور مداوم در دمای بالای 1400-2000 درجه سانتیگراد واکنش دهند و در نهایت پودر SiC با خلوص{{7} بالا بدست آید. در حال حاضر، تمرکز تحقیقاتی روش سنتز خود تکثیر بهبود یافته برای تهیه پودر SiC، چگونگی کاهش محتوای عنصر N در پودر SiC است.
روش فاز مایع-
Sol-روش ژل
در حال حاضر، در بین روش‌های فاز مایع، تنها روش سل-ژل می‌تواند پودر SiC با خلوص{{2} بالا را سنتز کند. فرآیند تهیه آن به این صورت است که نمک ها یا آلکوکسیدهای معدنی را در یک حلال (آب یا الکل) حل می کنند تا یک محلول یکنواخت ایجاد شود و یک سل یکنواخت به دست می آید که سپس از طریق خشک کردن یا آبگیری به ژل تبدیل می شود و سپس تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد تا پودر فوق ریز مورد نیاز به دست آید.
پودر کاربید سیلیکون سنتز شده به روش سل{0}}ژل برای اولین بار برای پخت سرامیک کاربید سیلیکون استفاده شد. با بهبود مستمر فرآیند، خلوص پودر سنتز شده نیز افزایش یافته است. در حال حاضر، پودر SiC تهیه شده به روش سل{3}}ژل می تواند برای رشد تک بلور استفاده شود. روش سل{5}}ژل می‌تواند پودر SiC با خلوص بالا{{6} و بسیار ریز تهیه کند، اما هزینه آماده‌سازی نسبتاً بالا و فرآیند سنتز پیچیده است، بنابراین برای تولید صنعتی مناسب نیست.
روش پیرولیز پلیمری
روش پیرولیز پلیمری عمدتاً پودر SiC را با تجزیه پلیمرهای آلی در دمای بالا تولید می کند. این روش سنتز عمدتاً به دو دسته تقسیم می شود: یکی گرم کردن پیش ماده برای انجام واکنش تجزیه و آزادسازی مونومرهای کوچک، تشکیل SiO2 و C، و سپس تهیه پودر SiC از طریق واکنش احیای کربوترمال. دیگری گرم کردن یک پیش ماده برای آزاد کردن یک مونومر اسکلت Si-C است که در نهایت پودر SiC را تشکیل می‌دهد. در دهه 1990 مطالعات مرتبط زیادی در مورد روش پیرولیز پلیمری انجام شد، اما در سال‌های اخیر تعداد کمی از محققان مرتبط به آن اشاره کرده‌اند، که عمدتاً به دلیل نرخ تبدیل محصول پایین، هزینه مواد خام بسیار بالا و آلودگی نسبتاً زیاد است.
گاز{0}روش فاز
روش رسوب بخار شیمیایی (CVD)
روش CVD از طریق واکنش گازها در دمای بالا-پودر بسیار ریز و با خلوص بالا به دست می‌آورد. منبع Si عموماً از SiH4 و SiCl4 و غیره انتخاب می شود و منبع C عموماً از CH4، C2H2 و CCl4 و غیره انتخاب می شود، در حالی که گازهایی مانند (CH3)2SiCl2 و Si(CH3)4 می توانند هم منبع Si و هم منبع C را به طور همزمان تأمین کنند. خلوص این گازها بالای 99.9999 درصد است.
در حال حاضر در روش CVD بیشتر از منابع گاز آلی به عنوان مواد اولیه استفاده می شود. این روش مستلزم کنترل دقیق نرخ جریان ورودی تجهیزات است و نیازهای بسیار بالایی برای خلوص منابع گاز سنتز و قطعات گرافیت داخلی دارد. در عین حال، از آنجایی که بسیاری از محصولات فرعی واکنش شیمیایی وجود دارد، گازهای خورنده و سمی مانند کلریدها به راحتی تولید می شوند و تقاضاهای زیادی را برای اپراتورها و تجهیزات ایجاد می کنند و بنابراین هزینه های تولید نیز بالا باقی می مانند. علاوه بر این، پودر سنتز شده با این روش، پودر فوق ریز در مقیاس نانو است که جمع آوری آن آسان نیست. همچنین، به دلیل محدودیت‌های رسوب بخار شیمیایی، سرعت سنتز نسبتاً آهسته است و در حال حاضر نمی‌تواند به تولید-در مقیاس بزرگ پودر SiC- با خلوص بالا دست یابد.
روش پلاسما
روش پلاسما به این صورت است که گازهای واکنش را به یک ظرف پلاسما برانگیخته می شود که توسط یک منبع توان فرکانس رادیویی{0}} برانگیخته می شود. گازها در اثر برخورد با الکترون‌های با سرعت بالا با یکدیگر واکنش می‌دهند و در نهایت پودر SiC با خلوص{{3} بالا به دست می‌آیند. منابع گازی که در روش پلاسما استفاده می شود همانند روش CVD است و خلوص گاز نیز بالای 99.9999 درصد است.
روش پلاسما می‌تواند پودر SiC با خلوص{0} بالا را سنتز کند و توزیع اندازه ذرات پودر یکنواخت است و مشکل آلودگی ندارد. با این حال، اندازه ذرات پودر سنتز شده برای برآوردن نیازهای رشد تک کریستال بسیار کوچک است و قبل از اینکه بتوان از آن برای رشد کریستال استفاده کرد، پردازش بیشتری لازم است. علاوه بر این، تجهیزات دارای عمر مفید کوتاه و هزینه بالایی هستند.