碳化硅涂层在单晶硅用炭/炭热场材料中的应用及研究进展

发布时间：2021-01-26 02:45

　　碳化硅涂层是目前解决单晶硅生产用炭/炭热场材料高温侵蚀的有效手段之一,本文介绍了碳化硅涂层的制备技术及优缺点,综述了碳化硅涂层在炭/炭热场材料领域的应用及研究进展,对炭/炭热场材料高温抗侵蚀涂层的发展提出了建议和方向。 

【文章来源】：炭素技术. 2020,39(03)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

单晶热场结构示意图

张永辉等[12]利用化学气相渗透工艺及原位反应制备了一种复合涂层炭/炭复合材料坩埚，该复合涂层由碳化硅涂层（100～300μm）、硅涂层（10～20μm）及氮化硅涂层（50～100μm）组成，可有效抑制含硅蒸气对炭/炭复合材料坩埚内型面的侵蚀。在生产使用过程中，该复合涂层炭/炭复合材料坩埚的单炉次损耗为0.04 mm，使用寿命可达180炉次。王金铎等[13]采用化学反应法，在高温烧结炉内，以二氧化硅和金属硅为原料，控制二者的质量比，在一定温度条件及载气的保护下，在炭/炭复合材料坩埚的表面生成一层均匀的碳化硅涂层。结果表明，经高温处理后，不仅提高了碳化硅涂层的纯度和强度，并且能够大幅度提高炭/炭复合材料表面的耐磨损强度，防止了单晶硅炉内SiO蒸气以及挥发氧原子对坩埚表面的腐蚀，使用寿命相比于无碳化硅涂层的坩埚提高了20%。2.2 在导流筒中的应用及研究进展

保温筒作为单晶硅热场系统的关键元件之一，主要作用是减少热量损失并控制热场环境的温度梯度。作为单晶炉内壁保温层支撑件，由于硅蒸气腐蚀导致产品掉渣和开裂，最终导致产品失效。廖寄乔等[16]为进一步增强C/C-SiC复合材料保温筒的抗硅蒸气腐蚀能力，将制得的C/C-SiC复合材料保温筒制品放入化学气相反应炉中，采用化学气相沉积工艺在C/C-SiC复合材料保温筒制品表面制得致密的碳化硅涂层，结果表明，采用此工艺可有效抑制硅蒸气对C/C-SiC复合材料芯部炭纤维的侵蚀，与炭/炭复合材料相比，抗硅蒸气腐蚀能力提高了5～10倍，并大幅度提高了保温筒的使用寿命及热场环境的安全性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]渗硅工艺制备ZrB2-SiC涂层的微观结构与抗氧化性能（英文）[J]. 周海军,冯倩,阚艳梅,高乐,董绍明.  无机材料学报. 2013(10)

博士论文
[1]太阳能光伏发电系统的控制问题研究[D]. 熊远生.浙江工业大学 2009



本文编号：3000331