多熱源“熔透”法合成碳化硅的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前，大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)SiC的方法有Acheson法和多熱源法兩種。Acheson法經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用已經(jīng)很成熟，但生產(chǎn)的產(chǎn)品能耗高、產(chǎn)量低、質(zhì)量差，生產(chǎn)成本居高不下。現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的多熱源合成SiC技術(shù)具有溫度梯度小，熱場(chǎng)均勻，SiC生成區(qū)域?qū)?，合成的產(chǎn)品能耗低、產(chǎn)量高的特點(diǎn)。但是如果工藝控制不嚴(yán)格，產(chǎn)品結(jié)合部易石墨化、晶體缺陷多，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。多熱源熔透法合成SiC經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)化試驗(yàn)已經(jīng)很成熟，在新疆得到了廣泛推廣。它在反應(yīng)前

2、期由多個(gè)熱源發(fā)熱，在反應(yīng)后期由一個(gè)熱源發(fā)熱，降低了單耗提高了單產(chǎn)，合成出的產(chǎn)品品質(zhì)高，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)意義重大。 在傳熱學(xué)基礎(chǔ)上，利用解析法對(duì)合成爐內(nèi)反應(yīng)前期熱源疊加區(qū)和后期爐內(nèi)傳熱方程進(jìn)行計(jì)算，得出合成爐內(nèi)不同時(shí)期的溫度分布方程。利用模擬軟件對(duì)多熱源熔透法合成爐由多爐芯到單爐芯變化過(guò)程中爐內(nèi)溫度、熱流強(qiáng)度、溫度梯度變化規(guī)律進(jìn)行研究。根據(jù)多熱源熔透法反應(yīng)前期和后期熱源數(shù)目不同的特點(diǎn)，利用模擬軟件研究了不同爐芯形狀和間距對(duì)產(chǎn)品發(fā)育的影響

3、。對(duì)反應(yīng)結(jié)束后爐內(nèi)只有一個(gè)熱源和結(jié)晶筒的特點(diǎn)進(jìn)行傳熱分析，利用能量守恒原理進(jìn)行爐芯數(shù)目判定，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，證明其有較強(qiáng)的實(shí)用性。 以多熱源熔透法技術(shù)進(jìn)行工業(yè)合成試驗(yàn)，研究了不同原料、裝爐設(shè)計(jì)、爐芯間距、供電工藝等對(duì)合成產(chǎn)品的影響。應(yīng)用X衍射和掃描電鏡對(duì)多熱源法結(jié)合部產(chǎn)品和多熱源熔透法產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明焙燒后的原料有利于工業(yè)生產(chǎn)，爐芯間距和供電工藝對(duì)多熱源熔透法產(chǎn)品影響很大，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適參數(shù)；多熱源熔透