多熱源“熔透”法合成碳化硅的實驗研究.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。但是如果工藝控制不嚴格，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)過實驗室試驗和工業(yè)化試驗已經(jīng)很成熟，在新疆得到了廣泛推廣。它在反應(yīng)前

2、期由多個熱源發(fā)熱，在反應(yīng)后期由一個熱源發(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)傳熱方程進行計算，得出合成爐內(nèi)不同時期的溫度分布方程。利用模擬軟件對多熱源熔透法合成爐由多爐芯到單爐芯變化過程中爐內(nèi)溫度、熱流強度、溫度梯度變化規(guī)律進行研究。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，利用模擬軟件研究了不同爐芯形狀和間距對產(chǎn)品發(fā)育的影響

3、。對反應(yīng)結(jié)束后爐內(nèi)只有一個熱源和結(jié)晶筒的特點進行傳熱分析，利用能量守恒原理進行爐芯數(shù)目判定，結(jié)合生產(chǎn)實踐對模型進行檢驗，證明其有較強的實用性。 以多熱源熔透法技術(shù)進行工業(yè)合成試驗，研究了不同原料、裝爐設(shè)計、爐芯間距、供電工藝等對合成產(chǎn)品的影響。應(yīng)用X衍射和掃描電鏡對多熱源法結(jié)合部產(chǎn)品和多熱源熔透法產(chǎn)物進行測試。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多熱源熔透法產(chǎn)品影響很大，應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適參數(shù)；多熱源熔透