一种合成高纯SiC粉料的系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108046267A(43)申请公布日2018.05.18(21)申请号201810015693.X(22)申请日2018.01.08(71)申请人河北同光晶体有限公司地址071051河北省保定市北二环路5699号大学科技园6号楼B座四楼(72)发明人杨昆杨继胜牛晓龙刘新辉路亚娟(74)专利代理机构北京连城创新知识产权代理有限公司11254代理人刘伍堂(51)Int.Cl.C01B32/984(2017.01)C01B32/97(2017.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种合成高纯SiC粉料的系统及方法(57)摘要本发明涉及一种合成高纯SiC粉料的系统及方法，主要包括：供料系统和合成系统，所述合成系统的合成炉炉腔从上往下依次分为高温反应区、冷却区和粉料存储区，在所述高温反应区的炉壁上设有加热装置；在所述冷却区的炉壁上环布有多个载气入口，用于向所述炉腔内通入向上运动的载气，与经所述高温反应区下落的前驱物形成对流，降低所述前驱物的下落速度，使所述前驱物充分反应，生成SiC粉料，所述SiC粉料经所述载气换热冷却后落至所述粉料存储区；所述供料系统通过输送通道与所述合成炉的入料口相连通。本发明避免了前驱物在1800℃以上的高温合成过程中直接与石墨坩埚接触，避免了石墨坩埚对对合成的SiC粉料纯度的影响，并且实现了连续供料。CN108046267ACN108046267A权利要求书1/1页1.一种合成高纯SiC粉料的系统，包括：供料系统和合成系统，其特征在于，所述合成系统包括：合成炉，其炉腔从上往下依次分为高温反应区、冷却区和粉料存储区，其中，在所述高温反应区的炉壁上设有加热装置；在所述冷却区的炉壁上环布有多个载气入口，用于向所述炉腔内通入向上运动的载气，与经所述高温反应区下落的前驱物形成对流，降低所述前驱物的下落速度，使所述前驱物充分反应，生成SiC粉料，所述SiC粉料经所述载气换热冷却后落至所述粉料存储区；所述供料系统通过输送通道与所述合成炉的入料口相连通，用于向所述炉腔内连续通入所述前驱物。2.根据权利要求1所述的合成高纯SiC粉料的系统，其特征在于，所述合成系统还包括：储存坩埚和石墨保温层，其中，所述储存坩埚设置于所述粉料存储区，用于储存冷却后的SiC粉料；所述石墨保温层设置于所述加热装置与所述炉壁之间。3.根据权利要求2所述的合成高纯SiC粉料的系统，其特征在于，所述石墨保温层与加热装置均为筒状，且互为嵌套设置。4.根据权利要求3所述的合成高纯SiC粉料的系统，其特征在于，所述石墨保温层与加热装置的底部设有支撑托盘，且所述支撑托盘固定于所述炉壁上。5.根据权利要求1所述的合成高纯SiC粉料的系统，其特征在于，所述合成炉的顶部设有多个载气出口，用于排出换热后的载气。6.根据权利要求5所述的合成高纯SiC粉料的系统，其特征在于，还包括：真空泵，其通过控制阀与所述载气出口相连，用于将炉腔抽真空。7.根据权利要求1所述的合成高纯SiC粉料的系统，其特征在于，所述供料系统包括：装料箱和送料装置，其中，所述装料箱的顶部设有装料口，底部设有锥形开口，所述送料装置一端与所述锥形开口相连，另一端与所述输送通道相连。8.一种利用权利要求1-7中任一项所述的合成高纯SiC粉料的系统合成高纯SiC粉料的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将前驱物送入所述供料系统；（2）将合成炉进行抽真空处理，当压力低于1Pa以下，向炉腔内通入保护气体，进行充压至1000-100000Pa；（3）开启加热装置，将高温反应区的温度加热至1800-2400℃；（4）开启供料系统，向高温反应区释放前驱物；（5）同时，经载气入口向所述炉膛内通入向上运动的载气，与经所述高温反应区下落的前驱物形成对流，降低前驱物的下落速度，延长前驱物在高温反应区的通过时间，使前驱物充分反应，得到SiC粉料；（6）所述SiC粉料通过冷却区被载气换热冷却，落至储存坩埚内；（7）当所述SiC粉料总量达到需求后，停止供应前驱物并关闭加热装置，使合成炉降温至室温，完成合成过程。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述前驱物送入供料系统前进行喷雾造粒，平均粒径不大于200μm。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述前驱物为：Si粉与石墨粉按摩尔比1：1的混合物或者石英砂与石墨粉按摩尔比1：3的混合物。2CN108046267A说明书1/5页一种合成高纯SiC粉料的系统及方法技术领域[0001]本发明属于SiC制备技术领域，具体涉及一种合成高纯SiC粉料的系统及方法。背景技术[0002]SiC粉料是物理气相传输方法制备SiC单晶的重要原料。目前用于高纯SiC粉料合成的常用方法有CVD法，使用石墨