碳化硅添加对氮化硅转化为碳化硅晶粒形貌的影响

摘要

以氮化硅(Si3N4)、石墨为原料,碳化硅(SiC)为添加剂,利用Si3N4转化法制备出形貌变化的等轴状和长柱状SiC晶粒,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及能量色散X射线谱对产物的结构与微观形貌进行了表征,重点研究了SiC添加量对SiC形貌的影响及其影响机理.结果表明,SiC的添加有助于Si3N4转化为α-SiC,并影响其形貌和尺寸.随着SiC添加量的增加,制得的SiC晶粒由长柱状转变为等轴状,晶粒的尺寸也急剧减小.高温条件下,Si3N4首先分解为硅蒸气和氮气,硅蒸气又与石墨发生气-固反应生成小晶粒的SiC,继而发生重结晶.碳化硅的添加导致晶粒缺陷也增多,由于气态硅蒸气可在晶粒缺陷处重结晶,使SiC晶粒的取向生长得到抑制,促进了等轴状SiC晶粒的生成.