微波合成SiC晶體的工藝研究.pdf

1、微波作為一種新型和環(huán)境友好型的加熱方式，其節(jié)能高效、清潔環(huán)保的加熱特點備受國內外學者的廣泛關注。微波加熱技術制備 SiC晶體已成為研究熱點之一，但目前的研究仍然停留在實驗條件的不同，對微波加熱機理、SiC晶體生長動力學缺乏相關研究。本課題以 SiO2為硅源，分別采用煤炭和水熱碳球為碳源，研究了微波加熱工藝對 SiC晶體形成的影響規(guī)律；結合不同煤炭顆粒尺寸分布，研究了微波加熱過程中的熱效應變化機理，揭示 SiC晶體的生長動力學過程。

2、>　　研究結果表明：以天然煤炭和水熱碳球為碳源，在微波加熱溫度分別為1100℃、1200℃、1300℃和1400℃、保溫10min，獲得SiC晶體。以天然煤炭(尺寸<200μm)為碳源，在不同溫度下均制備出SiC晶須，當加熱溫度為1200℃，獲得的SiC晶須數(shù)量最多；而以水熱碳球(1~1.5μm)為碳源，僅在1100℃獲得較多的SiC晶須。不同尺寸煤炭顆粒同樣影響 SiC的晶體形貌：以大顆粒煤炭為碳源，SiC的放射性空間生長晶體被獲得，

3、其生長動力為煤炭的本征耦合熱效應。以中顆粒煤炭為碳源，加熱溫度為1100℃，保溫時間為10min，獲得的SiC晶體形貌以晶須為主，晶須生長沿<111>晶向，符合V-S生長機理；以小顆粒煤炭為碳源，加熱溫度1100℃~1500℃，僅僅獲得SiC顆粒，當加熱溫度為1700℃，產生等離子體，顆粒尺寸細化。
　　結合輸入功率、反射功率和溫度的變化關系，研究發(fā)現(xiàn)：微波加熱前期，煤炭顆粒的本征耦合熱效應提供熱量，溫度升高；隨著加熱時間的延長，