张波等

[摘 要]本实验研究了用稻壳制备碳化硅晶须及其后处理工艺。以来源广泛且廉价的稻壳为原料，在高温碳管炉内制备出晶须，由于晶须剩碳现象十分显著（稻壳中的碳过量）。因此必须将剩余的碳去除，此过程俗称烧炭。经过烧碳处理的碳化硅晶须表面存在一薄层氧化硅，同时，晶须在脱碳处理时会有少量氧化铁等金属氧化物混入（来源于坩埚）。酸洗可以去除表面氧化层和氧化物杂质。

[关键词]稻壳 碳化 处理 工艺

中图分类号：T9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0002-01

前言

以稻壳为原料的碳化硅晶须制备与处理工艺的研究，从选择廉价的原料入手，促进技术更新，使用来源广泛的廉价的稻壳来制备晶须，较低的成本以及较好的环境效益，既充分利用了资源，又促进了晶须工业的发展，有较高的经济效益。

1.碳化硅晶须制备

1.1 稻壳成分

稻壳是一种木质纤维素原料，约含20%的木质素、40%的纤维素、20%的五碳糖聚合物（主要为半纤维素），另外，约含 20%灰分及少量粗蛋白、粗脂肪等有机化物。

稻壳中的二氧化硅呈网络状分布，形成“支撑骨架”，二氧化硅的网络之间填充着木质素，纤维素。

1.2 碳化硅晶须制备原理

用稻壳制造碳化硅晶须是在一定的温度和保护气氛下让稻壳脱水成稻壳灰，其中二氧化硅和碳反应生成碳化硅；其反应式为：

SiO2+3C=SiCW+2CO

炭化稻壳中 SiO2以无水无定型态存在，其硅氧间排列并不像石英那样有序，这有利于高温下 Si-O 键的断裂，有利于 SiC 和Si3N4的合成。

本项目是在实验室的高温碳管炉内制备晶须。……