第26卷第2期 人工晶体学报 JOURNAL OF SYNTHETIC CR YSTALS May 1997 βSiCw合成工艺及反应机理的研究 管英富王启宝 (攀枝花钢铁研究院,攀枝花,617000 (*·中国矿业大学北京研究生部,北京100083) 提要本文研究了βSiCw合成工艺参数和反应历程,提出了合成工艺优化参数,确定了反应进行 的步骤。通过对晶须形貌、晶型、杂质含量的分析,表明本方法合成的PSCw具有较高的质量水 关键词SCw;优化参数;反应机理;合成晶须 Synthesis Technology of p-SiC Whiskers and the Reaction mec hanism Gua Yingfu Panzhihua Iron and Steel Research Institute, Panzhihua 617000. China) (**Beijing Graduate School China University of Mining Technology Beijing 100083, China) Receired 7 December 1996) By studying the technology parameters of synthesizing -SiCw and the reaction course the optional parameters are suggested and the reaction step is determined. Analyzing the appearance of p-SiCw as well as the crystalline type and impure contents, it is found that the p-SiCw synt hesized in the experiment has high quality Key words -SiCw optional parameter; reaction mechanism; synthesizing whisker 1引言 立方碳化硅晶须( Cubic silicon carbide whisker,简称β-SiCw)是一种高度取向性的微米级 针状单晶晶体,其化学纯度高,晶体结构缺陷少,原子间结合力接近理论极限结合力,所以,具 有高熔点、髙强度、低热膨胀率和优良的抗腐蚀能力,适合作先进复合材料的増强増韧材料,是 发展较快的新型増强材料之一。它在增强増韧金属基、陶瓷基复合材料(如切削刀具、高温喷 嘴、耐磨件、耐热件、高温罩体等)的应用中,已经显示了较好的前景 P-sicw的合成方法主要有以下两种1-3:一种是化学气相沉积法。它是利用含Si、C元素 的气相物质反应合成βSiCw,包括β-siC微粉的升华βSiO2或硅酸盐与碳的降解反应,稻壳 热解合成β-siCw等。此类方法反应速度慢,不适合大规模工业化生产。另一种方法是气液固 本文1996年12月7日收到。 *国家863计划资助项目 201994-2009ChinaAcademicJoumalElectroniePublishingHouseAllrightsreservedhttp:/www.enki.net第 26 卷 第 2 期 人 工 晶 体 学 报 Vol. 26 No. 2 1997 年 5 月 JOURNAL OF SYN THETIC CRYSTALS May ,1997 β2SiCW 合成工艺及反应机理的研究3 管英富 王启宝 3 3 (攀枝花钢铁研究院 ,攀枝花 ,617000) ( 3 3 中国矿业大学北京研究生部 ,北京 100083) 提要 本文研究了β2SiCW 合成工艺参数和反应历程 ,提出了合成工艺优化参数 ,确定了反应进行 的步骤。通过对晶须形貌、晶型、杂质含量的分析 ,表明本方法合成的β2SiCW 具有较高的质量水 平。 关键词 β: 2SiCW ;优化参数 ;反应机理 ;合成晶须 Synthesis Technology ofβ2SiC Whiskers and the Reaction Mechanism Gua Yi ngf u W ang Qibao 3 3 ( Panzhihua Iron and Steel Research Institute ,Panzhihua 617000 ,China) ( 3 3 Beijing Graduate School China University of Mining Technology ,Beijing 100083 ,China) ( Received 7 December 1996) Abstract By studying the technology parameters of synthesizingβ2SiCW and the reaction course , the optional parameters are suggested and the reaction step is determined. Analyzing the appearance ofβ2SiCW ,as well as the crystalline type and impure contents ,it is found that theβ2SiCW synthesized in the experiment has high quality. Key wordsβ: 2SiCW ;optional parameter ;reaction mechanism ;synthesizing whisker 1 引 言 立方碳化硅晶须(Cubic Silicon Carbide Whisker ,简称β2SiCW) 是一种高度取向性的微米级 针状单晶晶体 ,其化学纯度高 ,晶体结构缺陷少 ,原子间结合力接近理论极限结合力 ,所以 ,具 有高熔点、高强度、低热膨胀率和优良的抗腐蚀能力 ,适合作先进复合材料的增强增韧材料 ,是 发展较快的新型增强材料之一。它在增强增韧金属基、陶瓷基复合材料(如切削刀具、高温喷 嘴、耐磨件、耐热件、高温罩体等) 的应用中 ,已经显示了较好的前景。 β2SiCW 的合成方法主要有以下两种[1～3 ] :一种是化学气相沉积法。它是利用含 Si、C 元素 的气相物质反应合成β2SiCW ,包括β2SiC 微粉的升华 β, 2SiO2 或硅酸盐与碳的降解反应 ,稻壳 热解合成β2SiCW 等。此类方法反应速度慢 ,不适合大规模工业化生产。另一种方法是气液固 本文 1996 年 12 月 7 日收到。 3 国家 863 计划资助项目