[发明专利]碳化硅粉末和其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及碳化硅粉末和其制备方法，更具体而言，涉及使用碳化硅细粉末的碳化硅粉末制备方法。

背景技术

碳化硅(SiC)在高温下强度高并且抗蠕变性以及抗磨损性、抗氧化性和抗腐蚀性等优异。碳化硅以具有立方晶体结构的β相和具有六方晶体结构的α相存在。β相在1400℃至1800℃的温度范围内稳定，而α相在高于2000℃稳定。

碳化硅广泛用作工业结构材料并且近来已应用于半导体工业。由于此原因，期望在高温下稳定的高纯度碳化硅粉末。

碳化硅粉末可以通过例如艾奇逊(Acheson)法、碳热还原法、化学气相沉积(CVD)法等来制备。根据艾奇逊法，可以通过硅源和碳源在高温(例如2200℃至2400℃)下的碳热还原来获得α相碳化硅粉末。然而，由于根据上述方法制备的碳化硅粉末的纯度低，因而需要另外的纯化过程。

相比之下，可以通过在相对低的温度下合成纯化的材料来获得高纯度的碳化硅粉末。然而，在低温下容易获得β相碳化硅细粉末，其导致在高温下的不稳定性。

另一方面，β相碳化硅具有比α相碳化硅更低的蒸气压。因此，当β相碳化硅粉末在高温下热处理时，β相碳化硅挥发并且聚集成α相碳化硅粉末。在这种情况下，问题在于当热处理时间短时，β相和α相共存，并且虽然当热处理时间长时，可以获得高纯度的α相碳化硅粉末，但是颗粒生长至大于数百微米的大小。

发明内容

技术问题

本发明的技术问题涉及提供在高温下稳定的高纯度碳化硅粉末和其制备方法。

本发明的另一个技术问题涉及提供各种粒径的碳化硅粉末的制备方法。

技术解决方案

根据本发明的一个方面，碳化硅粉末的制备方法包括：将晶种加入β相碳化硅粉末，并且热处理该β相碳化硅粉末以形成α相碳化硅粉末。

热处理可以在2000℃至2200℃下进行多于4小时。

α碳化硅粉末的粒径可以根据加入的晶种的量调节。

加入的晶种的量按β相碳化硅粉末计可以是1wt％至7wt％。

加入的晶种可以是α碳化硅。

根据本发明的另一方面，碳化硅粉末包含α相碳化硅粉体，该α相碳化硅粉体具有45μm至110μm的粒径(D50)并且包括小于10ppm的杂质。

根据本发明的另一方面，碳化硅粉末包括选自以下中的至少一组：第一组，其包括粒径(D50)大于0μm且小于45μm、杂质小于10ppm的α碳化硅粉体；第二组，其包括粒径大于45μm且小于75μm、杂质小于10ppm的α碳化硅粉体；和第三组，其包括粒径大于75μm且小于110μm、杂质小于10ppm的α碳化硅粉体。

第一组、第二组和第三组可以根据在α碳化硅粉体的制备中加入的晶种的量来相互区分。

有益效果

根据本发明的示例性实施方案，可以获得在高温下稳定的高纯度碳化硅粉末。此外，所获得的碳化硅粉末的粒径可以通过调节热处理条件和晶种比率等来调节。

附图说明

图1示出表示根据本发明的示例性实施方案的碳化硅粉末制备方法的流程图。

图2示出比较例1的结果，图3示出比较例2的结果，图4示出比较例3的结果，并且图5示出表示根据比较例3的粒径分布的图。

图6示出示例性实施方案1的结果，图7示出示例性实施方案2的结果，图8示出示例性实施方案3的结果，并且图9示出示例性实施方案4的结果。

图10示出表示示例性实施方案1的粒径分布的图，图11示出表示示例性实施方案2的粒径分布的图，图12示出表示示例性实施方案3的粒径分布的图，并且图13示出表示示例性实施方案4的粒径分布的图。

具体实施方式

本发明可以具有各种示例性实施方案，并且可以采用各种修改，因而在附图中示出并且描述具体的示例性实施方案。然而，具体的示例性实施方案无意于限制本发明，并且应理解包括在本发明的精神和范围内的所有修改方案、等效方案和替代方案。

虽然包括序数词例如“第二”、“第一”等的术语可以用于描述各种要素，但是这些要素不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个要素与另一个要素区分开。例如，第二要素可以被称为第一要素，并且相似地，第一要素可以被称为第二要素，而不偏离本发明的范围。术语“和/或”包括相关所列项目中一种或更多种的任意组合和所有组合。