微波合成碳化硅晶种诱导效应研究

发布时间：2022-01-22 11:44

　　在许多新的SiC合成方法中,微波加热合成方法由于其独特的优点而最有可能实现稳定的加热和大规模生产,然而,有关理论系统性还不够,技术稳定性不强,急需深入的系统研究。发现在传统的合成方法中利用晶种诱导可合成SiC晶体,可使冶炼温度下降,纯度有所提高,总合成时间减短,国际上还没有见到微波加晶种诱导合成SiC的方法,在这样的背景下,本课题选择0.6μ@的α-SiC作晶种,0.15mm煤炭和正硅酸乙酯分别作为碳源和硅源,先探究了无晶种的微波加热过程中的一系列效应机理和适宜的微波加热工艺,然后探究了晶种诱导SiC的合成工艺、晶种诱导效应及SiC晶体生长模式。晶种诱导微波合成SiC有望成为新方法,进一步完善微波加热过程中的理论体系研究。首先,研究无晶种合成SiC的过程中,在～600℃、～900℃、～1100℃～～1100℃保温10min下均合成SiC,而加热至1100℃保温1Omin保证了 SiC形核和长大具有充分的温度和反应时间,可合成完美SiC晶体。根据不同物理和化学变化,分为四个连续的加热阶段即热积累阶段,热失控,复杂反应和晶粒生长。其次,加入～0.6μm的α-SiC晶种,在不同混料方式下通过... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２微波波谱图??Ｆｉｕｒｅ?１．２?Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?ｓｐｅｃｔｒｕｍ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｗａｖｅ??

??３００ＭＨｚ？３００ＧＨｚ，微波波谱如图１．２所示［６６］。当前在工业领域中９１５ＭＨｚ和??２４５０ＭＨｚ是被广泛使用的微波频段。??微波加热机制是物体通过其介质损耗与微波进行阻抗匹配，通过功率分配??将微波能量转换为热能量，实现体积性加热方式。在加热过程中，能吸收微波??的物体与微波可以发生耦合作用，出现耦合热效应［６７］，同时，物体内可能含有??残余气体，可被激发为等离子体，出现微波等离子体热效应％］。其中，颗粒表??面可被等离子体净化（去除表面的杂质）或被局部活化（扩散能下降，激发扩??散），进行扩散反应后颗粒容易连结在一起，能够加快晶体长大｜６９］；此外，微??波高频电磁场可以促进物质沿界面扩散流动，加速化学反应，使晶粒快速生长。??以上过程涉及十分复杂的微波加热效应

?Ｊｒ??＾?Ｏｕｔｐｕｔ?ｍｉｃｒｏｗａｖｅ??图１．３物质与微波的相互作用图（ａ：透过；ｂ：吸收；ｃ：反射）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ａｎｄ?ｍｉｃｒｏｗａｖｅ??１．３．２微波加热特性??传统加热方式一般是通过热辐射、热传导或热对流对材料进行加热，存在??着升温速率较慢，材料内部的温度场不均匀，消耗能量大，加热时间较长等缺??点。不同的是，微波是凭借材料自身的介电损耗吸收微波来产生能量，将电磁??波转变成热能，使材料进行体积性加热，具体特性如下１７１］：??（１）

【参考文献】：
期刊论文
[1]微波烧结制备碳化硅晶须的影响因素[J]. 郝斌,刘剑,刘进强,王福.  材料热处理学报. 2013(08)
[2]微波加热焦碳与石英砂合成SiC粉体[J]. 王福,王强,曹文斌,孙加林.  材料工程. 2009(07)
[3]微波加热合成SiC纳米线的研究[J]. 卢斌,刘吉轩,朱华伟,焦羡贺.  无机材料学报. 2007(06)
[4]电弧放电法制备SiC纳米丝的实验研究[J]. 吴旭峰,凌一鸣.  真空科学与技术学报. 2005(01)



本文编号：3602138