付仲超 马 勤 姜涛

(兰州理工大学材料科学与工程学院，兰州 730050）

0 引言

碳化硅(Silicon Carbide)是一种人造材料，分子式为SiC[1]，SiC中两种元素同属元素周期表中IV A族，具有最大的电子亲和能，最为活泼的非金属，在其晶体结构中，每个硅原子被相邻的四个碳原子包围，它们都是四面体的四个顶角，碳原子与硅原子之间通过sp3键结合，从而形成具有金刚石晶体结构的SiC，存在牢固的共价键，因此SiC为C和Si唯一稳定的化合物[2]。碳和硅原子电负性之差（△x=2.5—1.8=0.7），说明SiC中离子键约占12%，可见其共价键性是相当强的[3]。该结构决定了SiC晶体具有很高的硬度、高的弹性模量、突出的高温稳定性和化学稳定性、优异的导热系数和抗辐射性能等[4]。已经在很多领域尤其是在航空航天、机械、冶金、能源、环保、化工、医学、电子、军工等高尖端技术领域得到了广泛的应用[5-7]。其中作为制作半导体设备的应用得到广泛关注，并正在慢慢发展。

然而，SiC作为特殊功能材料在半导体、电子方面有较大应用，在纯度方面具有较为严格的要求，由于二氧化硅、石墨、游离硅、无定形碳及铁、铝、镁、钙等金属或金属氧化物杂质的存在，影响了SiC所特有物理化学性能的充分发挥[8]，由于SiC中杂质的存在，使得其在很多方面的应用达不到理论极限，本文主要研究SiC中碳杂质的去除。目前静态煅烧除碳因低成本、易操作、除碳效果好、高得到广泛关注，杂质碳与主成份SiC共存，采用氧化法必然引起SiC的氧化，但二者的显著氧化温度区不重叠，因此可通过合理选择温度范围，有效地控制SiC的氧化，同时达到除去微粉中杂质碳的目的[9]。……