论文部分内容阅读
本文以木炭、硅灰等固体废弃物作为原料,采用双重加热这一新技术合成了高纯度的碳化硅晶须,利用X射线荧光波谱仪、X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等仪器设备对碳化硅晶须进行了表征。
本文研究了碳化硅晶须的合成热力学和生长机理,探讨了原料配比、合成温度、合成时间、升温速率、加热方式等因素对合成碳化硅晶须的形貌、产率和产量的影响,优选出了最佳工艺条件。合成实验表明,以木炭、硅灰等固体废弃物为原料,在质量配比SiO<,2>∶C 为 3∶2、合成温度为1400℃、合成时间为3小时的条件下,用双重加热炉可以制备出直径为 0.3-0.7μm、长径比为 5-100、品位为70-80%的碳化硅晶须。与常规加热法相比,双重加热法合成碳化硅晶须可以降低合成温度、缩短合成时间,从而大大降低能耗,并使电炉寿命大幅度提高,有效地降低了生产成本,有利于实现碳化硅晶须的规模化生产。
本文进一步研究了碳化硅晶须的提纯工艺:采用泡沫浮选法对反应产物进行初选,得到了品位为 85-90%的碳化硅晶须初级产品;采用水力分离法对碳化硅晶须初级产品进行精选,将初级碳化硅晶须产品的品位提高到90-95%;对精选后的碳化硅晶须,通过高温氧化去除碳化硅晶须中含有的游离碳,然后通过常温酸洗除去SiO<,2>以及金属杂质,最后得到品位为96-97%、纯度达99.69%的碳化硅晶须。
本文对提纯后的碳化硅晶须进行了检测与分析,结果表明双重加热法合成的碳化硅晶须具有较高的性能指标。