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1、ooVl第卷第期青岛化工学院学报Ttttooooooolll9gIgIZaamaiiPiffyCeeeeeeS年月:一57444一()一文章编号碳化硅晶须的生长机理与制备方法,,宋祖伟戴长虹翁长根,(青岛化工学院应用化学系山东青岛266042):,摘要比较详细地介绍了当前国内外碳化硅晶须的生长机理与制备方法简要评述了。对碳化硅晶须研究的进展状况:;;关键词碳化硅晶须生长机理制备方法:;:中图分类号Q782Q784文献标识码AGrowthMechanismandPreParationofSiliconCarbideWhi
2、skers一,一,一SONGZuweiDAIChanghongWENGChanggeneartentoeestr,naonstueoeeaeenoo,anonnao(DpmfApplidChmiyQigdItitfChmilThlgyShdgQigd266042)sraCnsoaPProaeanteeeansnteszeseoneareAbttAllkidfhdhmhimtosyrhiilibidwhiskerseommentedonandtheprogressofsilieonearbidewhiskersathom
3、eand.aroa5asoreveebd1liwdeywords:seonearesers;eeans;preparationKilibidwhikmhim,、、材料具有类金刚石晶体结构;它有a型(六方陶瓷材料以其优良的抗化学腐蚀性耐磨性和、。高硬度以及高熔点等特性在各个领域得到广泛的菱方结构)日型(面心立方结构)两种晶型由表1,。,a应用但却在很大程度上受限于它的低温脆性80可以看出母型性能优于型这可能是由于俘型年代中期,人们开始将陶瓷研究与纳米技术结合有较少的结构变化和较好的稳定性。碳化硅晶须,。,、起来用纤维补强
4、来改善陶瓷的脆性作为陶瓷增具有很好的比强度和比弹性模量以及耐磨耐韧补强的纤维应具有以下特点:纤维直径尽可能蚀、抗高温氧化性等优良特性,有“晶须之王”的美、、,,;小强度尽可能高纤维和基体在热膨胀系数上应称作为金属基陶瓷基树脂基复合基材料已被。,、、、。有适当的匹配关系晶须就是这样的补强纤维它广泛运用到机械化工国防能源和环保领域因、此碳化硅,通常是指直径几微米长几十微米的高强度须状晶须的研制引起人们的极大兴趣本研。。晶体质量好的晶须是一种接近理想状态下生长究对SICw的合成技术及进展加以简要的评述的单晶体,纯度很高,晶须
5、的晶体结构比较完整,,1碳化硅晶须的生长机理所含内部缺陷很少故其强度接近于完整晶体材,:;料的理论值向单位陶瓷中添加晶须可通过各种碳化硅晶须的生长状况有三个级别(1)生长:、单一材料;(2)机理提高其韧性包括裂纹偏离晶须搭桥及晶须晶须在单晶体基础上沿某个结晶学。111}方向);(3的拔出取向生长(如<)在基体上控制生长,,、、。目前在晶须增强复合材料中碳化硅晶须出具有一定直径高度密度和排列的晶须用于,,(简称SICw)的应用最广泛是一种高技术结构新增强复合材料的晶须为第一级生长水平用于:一一收稿B期20001218:,
6、,;:,,,作者简介宋祖伟(1972一)男硕士研究生指导教师戴长虹(1966~)男博士副教授第期宋祖伟等碳化硅晶须的生长机理与制备方法表两种晶型性能比较nnffkkttbbddopooaooahP直径长度L耐受温度抗拉强度弹性模量硬度bao拌a拌℃PMPQ~~~o型~~p型半导体材料需二、三级生长水平。其生长机理主要晶须的质量也较好。.一有12气(V)固(S)机理(VS)一一一v气液L固机理LVVSS机理是指反S应体系通过气固反应成核生一一,L机理是指I通过气液固相反V应S成长晶S须要满足一些先决条件(如具备氧化或活化
7、,。、、。核生长也是制备其它晶须的理论基础催化剂的气氛表面有小的颗粒存在位错等)原料,:,:(或称杂质)在SICw的生长过程中起重要作用510与C反应生成510和CO气体同时510自2,:它可与反应体系中的其它组分在较低的温度下形身发生分解生成510与0O与C反应生成,一;成低共融球这样就大幅度降低了晶须生长激活CO随后一部分510和C发生气固反应生成。,一:能原料510与C反应生成的510气体扩散至富SIC颗粒另一部分与CO发生气气反应生成,,,Z,:碳的催化剂融球表面发生反应生成iS近而生SIC晶核与CO气体CO在
8、高温下不稳定与周,。,成SIC当催化剂融球中SIC达到过饱和状态后围的C迅速反应生成CO在适宜的条件下SIC,,生成SIC晶核析出随着反应的不断进行进入融晶核得以稳定并在一定方向上生长最终导致整,;球内的is和C不断向SIC晶核附加并在催化剂根晶须的形成同时生成SIC颗粒的反应也持续,,ABCABC。。性质的控制下通过}I立方密堆
