[发明专利]一种用于SiC单晶生长的核壳结构粉料及其制备工艺

权利要求书

1.一种用于SiC单晶生长的核壳结构粉料，其特征在于，所述粉料包括核心、中间层和外壳，所述核心为大粒径Si颗粒和小粒径SiC颗粒的SiC-Si混合粉末，所述中间层为大粒径SiC粉末，所述外壳为富碳的SiC粉末，所述外壳的富碳SiC粉末为SiC粉末在石墨坩埚中经过2000℃~2400℃加热后获得。

2.如权利要求1所述的一种用于SiC单晶生长的核壳结构粉料，其特征在于，所述大粒径Si颗粒的粒径不低于50微米；所述小粒径SiC颗粒的粒径不超过1微米；所述中间层大粒径SiC粉末的粒径不低于10微米；所述富碳的SiC粉末的粒径不超过50微米。

3.如权利要求1所述的一种用于SiC单晶生长的核壳结构粉料，其特征在于，以质量百分含量计算，所述粉料核心中Si颗粒和SiC颗粒之间的比例为3：1~5：1。

4.如权利要求1所述的一种用于SiC单晶生长的核壳结构粉料，其特征在于，所述粉料外壳对所述粉料核心的覆盖面积比例为50%~90%。

5.如权利要求1所述的一种用于SiC单晶生长的核壳结构粉料，其特征在于，所述SiC-Si混合粉中SiC颗粒对Si颗粒的表面覆盖比例不低于80%。

6.如权利要求1所述的一种用于SiC单晶生长的核壳结构粉料，其特征在于，所述中间层的厚度不低于100微米。

7.用于SiC单晶生长的核壳结构粉料的制备工艺，包括以下步骤：

（1）富碳的SiC粉末的制备：采用粒径不超过50微米的SiC粉末，在石墨坩埚中经过2000℃~2400℃加热后获得富碳的SiC粉末；

（2）粉料核心的制备：将粒径不低于50微米的大粒径Si颗粒与粒径不超过1微米的小粒径SiC颗粒进行机械混合获得SiC-Si混合粉，并将SiC-Si混合粉在不超过1000℃的温度下进行加热不超过1小时，使得SiC-Si混合粉内部的颗粒之间局部熔融产生良好的结合；

（3）粉料中间层的制备：将第二步获得的粉料核心与粒径不低于10微米的大粒径高纯SiC粉末机械混合，并在不超过1000℃的条件下进行加热后自然冷却；

（4）粉料外壳的制备：将第一步获得的富碳的SiC粉末平铺在表面上形成预铺层，接着将第三步获得的粉料覆盖在平铺的预铺层上形成主粉层，最后再次将富碳的SiC粉末平铺在主粉层上方获得复合层；将获得的复合层在不超过1000℃的条件下进行加热后自然冷却；

（5）粉料的整形：将上一步骤中获得的粉料在振动筛中进行整形处理，将粉料表面结合松散的富碳的SiC粉末除去。

8.如权利要求7所述的用于SiC单晶生长的核壳结构粉料的制备工艺，其特征在于，所述富碳的SiC粉末在加热制备过程中，采用惰性气体进行保护。

9.如权利要求7所述的用于SiC单晶生长的核壳结构粉料的制备工艺，其特征在于，所述粉料外壳的厚度不低于100微米。

10.如权利要求7所述的用于SiC单晶生长的核壳结构粉料的制备工艺，其特征在于，采用物理气相传输法制备碳化硅单晶时，所述粉料直接用于碳化硅单晶生长使用，或将所述粉料以质量百分含量不低于30%的比例添加到常规碳化硅粉末中混合均匀使用。