原料空隙率对6HSiC晶体生长初期的影响JournalofInorganic.pdfVIP

第２５卷 第２期 无 机 材 料 学 报 Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．２ ２０１０年２月 　 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｏｒｇａｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ 　Ｆｅｂ．，２０１０ 文章编号：１０００３２４Ｘ（２０１０）０２０１７７０４ ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０７７．２０１０．００１７７ 原料空隙率对６ＨＳｉＣ晶体生长初期的影响 １，２，３ １，２ １ １，３ １ 刘 熙 ，陈博源 ，陈之战 ，宋力昕 ，施尔畏 （１．中国科学院上海硅酸盐研究所，上海２０００５０；２．中国科学院研究生院，北京 １０００４９；３．中国科学院 特种无机涂层重点实验室，上海２０００５０） 摘 要：生长准备中不同的装料方式导致原料的空隙率不同．在其它生长工艺参数保持一致的前提下研究了不同空隙 率的原料（５０％、５５％、６０％）对ＳｉＣ晶体生长初期生长速率和结晶质量的影响．实验发现，在晶体生长初期生长速率随 原料空隙率的增大而升高，过快的结晶速率导致晶体的结晶质量下降．同时利用有限元方法模拟了不同空隙率的原料 （５０％、５５％、６０％）在生长初期内部温度场分布、质量输运以及晶体生长速度．因为在生长温度下原料内的热量传输主要 依靠ＳｉＣ颗粒间的热辐射，所以空隙率增大会导致其等效热导率增大．模拟结果表明：６０％空隙率的原料最短时间内达 c i 到稳态传热，初期晶体生长速率最大．模拟的结果合理地解释了原料空隙率对ＳｉＣ晶体生长初期的影响规律． 关　键　词：碳化硅；生长速率；有限元 n 中图分类号：ＴＢ３２１　　　　　　文献标识码：Ａ a g ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅＰｏｒｏｓｉｔｙｏｆｔｈｅＳｏｕｒｃｅＭａｔｅｒｉａｌｓｏｎｔｈｅＩｎｉｔｉａｌＧｒｏｗｔｈｏｆ６ＨＳｉＣＣｒｙｓｔａｌ r １，２，３ １，２ １ １，３ １ ＬＩＵＸｉ ，ＣＨＥＮＢｏＹｕａｎ ，ＣＨＥＮＺｈｉＺｈａｎ，ＳＯＮＧＬｉＸｉｎ ，ＳＨＩＥｒＷｅｉ o （１．ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｅｒａｍｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００５０，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｔｈｅ ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ；３．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｏｒｇａｎｉｃＣｏａｔｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ n s Ｃｅｒａｍｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００５０，Ｃｈｉｎａ） I l Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｏｕｒｃｅｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｒｏｓｉｔｙｗｅｒｅｂｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏａｄｉｎｇｗａｙｓ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆ f a ｔｈｅ