以,升温速度采用30℃min。 C比值 理论计算,完全反应时SO2/C的比值为 62.5:37.5。按以上实验所得参数,用不同 SO2/C比值的原料合成B-SiCw时,晶须生成率 各有不同。由图3可见,合成原料中SO2的量 为55%到60%,保持碳稍微过剩时β-SiCw晶 须产率最高,而且有利于产品的分离提纯等后 续工序。为了充分利用硅源,建议SiO2用量为 原料总量的55% Temperature ratio(CImin) 2.5催化剂量 钴粉(<200目)催化剂是合成BSCw的关 g2 elationship between t" e yield percentage o键物质,既能提高反应速度,又能提高晶须的产 SiCw and the rate of temperature(reaction time 率。实验证明,催化剂用量为原料总SO2的 Fig 3 Relationship between the yield percentage of Fig 4 Relationship between the yield percentage of SiCw and sio/C SiCw and the content of catalyst 2.5%~3.5%时,晶须产率较高,超过3.5%时,晶须产率没有明显提高,见图4。因为,当催化 剂量小,活性生长点少,生成晶须的数量有限,晶须产率低;但催化剂量过大,活性生长点过多 反应中间产物浓度低,部分中间产物不能生成晶须,使晶须的生成率降低。所以,催化剂量为 原料总量SO2的2.5%左右时,晶须产率较高,经济上合算 2.6反应气氛 反应时用氩气保护石墨元件,同时作为载体带走反应生成的CO气体PSCw生长的动力 学方程式为121 V= A Po texp(-A E/RT) 式中为βsCw的生成速度;P。为CO分压;t为反应时间;△E为该实验条件下生成SC 的活化能;R为理想气体常数,T为反应温度 在一定的反应温度,反应时间下,要提高PSCw的生成速度,应该降低CO气体分压5。 201994-2009ChinaAcademieJoumalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp:/www.cnki.netFig. 2 Relationship between the yield percentage of SiCw and the rate of temperature (reaction time) 以 ,升温速度采用 30 ℃/ min。 2. 4 SiO2/ C比值 理论计算 ,完全反应时 SiO2/ C 的比值为 62. 5 ∶37. 5。按以上实验所得参数 , 用不同 SiO2/ C 比值的原料合成β2SiCw 时 ,晶须生成率 各有不同。由图 3 可见 ,合成原料中 SiO2 的量 为 55 %到 60 % ,保持碳稍微过剩时 β, 2SiCw 晶 须产率最高 ,而且有利于产品的分离提纯等后 续工序。为了充分利用硅源 ,建议 SiO2 用量为 原料总量的 55 %。 2. 5 催化剂量 钴粉( < 200 目) 催化剂是合成β2SiCw 的关 键物质 ,既能提高反应速度 ,又能提高晶须的产 率。实验证明 ,催化剂用量为原料总 SiO2 的 Fig. 3 Relationship between the yield percentage of SiCw and SiO2/ C Fig. 4 Relationship between the yield percentage of SiCw and the content of catalyst 2. 5 %～3. 5 %时 ,晶须产率较高 ,超过 3. 5 %时 ,晶须产率没有明显提高 ,见图 4。因为 ,当催化 剂量小 ,活性生长点少 ,生成晶须的数量有限 ,晶须产率低 ;但催化剂量过大 ,活性生长点过多 , 反应中间产物浓度低 ,部分中间产物不能生成晶须 ,使晶须的生成率降低。所以 ,催化剂量为 原料总量 SiO2 的 2. 5 %左右时 ,晶须产率较高 ,经济上合算。 2. 6 反应气氛 反应时用氩气保护石墨元件 ,同时作为载体带走反应生成的 CO 气体β, 2SiCw 生长的动力 学方程式为[2 ] : V = A Pc o texp ( 2ΔE/ R T) 式中 V 为β2SiCw 的生成速度 ; Pc o为 CO 分压 ; t 为反应时间 ;ΔE 为该实验条件下生成 SiC 的活化能 ; R 为理想气体常数 , T 为反应温度。 在一定的反应温度 ,反应时间下 ,要提高β2SiCw 的生成速度 ,应该降低 CO 气体分压[5 ] 。 172 人 工 晶 体 学 报 第 26 卷