硅碳棒的制造方法与工艺
硅碳棒在自然中不存在,是一种人工合成的物质,目前合成硅碳棒粉末的方法主要是:Ach~法,即Si0:被C还原的方法;直接由元素合成法;气相反应法;热分解法;由溶体熔融物结晶制取法;蒸气一掖体一固相法。此种方法1891年,E,G,Ach~发现的,是硅碳棒工业生产的主要方法,在电阻炉中用碳来还原SiOz,通常将石英砂(Si仇)和焦炭(C)的混合物加热到25011℃左右,高温使其发生反应:SiO+3Ctg?=a一硅碳棒 ay+2COt (1)在工业生产中,用于合成硅碳棒的石英砂和焦炭通常含有Al, Fe等金属杂质。因此得到的硅碳棒一般都含有少量的杂质。其中,杂质含量少的呈绿色,称为绿色硅碳棒。杂质含量多的呈黑色,被称为黑色硅碳棒。
直接由元素合成法大约在1000一1150℃硅和炭以显著的速度直接发生反应,生成高纯度的牙硅碳棒粉末:SiSy+i 51 =一iC9气相反应法在1931首先在氧气介质中用四氯化硅和甲苯反应合成硅碳棒 硅碳棒I和Si氏等含硅的气体以及CH4, C3I, CCI等含碳气体或CH3硅碳棒1,(0H3 )2硅碳棒1Z,Si(CH3 )等同时含硅和碳的气体在高温下发生反应生成纳米级的件硅碳棒超细粉。典型的反应如下:SiH,g+CH,,邢一硅碳棒ey+4Hzi8(3)CH3S1C13一S1C(s)+3HClis1使聚碳硅烷或三氯甲基硅烷等有机硅聚合物,在1200一150090温度范围内发生分解反应,由此可合成出亚微米级的3-硅碳棒粉末。
由溶体一熔融物结晶制取法从液态硅碳溶体中培育硅碳棒晶体可能性的依据是:Si-C键合力平均比Si-Si或GC键合力大很多,因此对硅碳棒来说是饱和溶体,而对石墨来说就不是饱和溶体。所以可用这种方法制得硅碳棒晶体。“蒸汽一液体一固体”法将气相中的组分溶解在液相中,并使之在固体一液体界面上生成结晶,这是培养晶须最有效的方法。www.zbqunqiang.cn
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