碳化硅磚碳化硅呈色原因的幾種觀點(diǎn)

      碳化硅磚，純α型碳化硅是無(wú)色透明的晶體 ，工業(yè)碳化硅呈黑色或綠色的原因沒(méi)有透徹弄清楚，在這方面國(guó)外主要有三種觀點(diǎn)。
    *種觀點(diǎn)認(rèn)為外來(lái)雜質(zhì)是呈色的主要原因。如摻雜了鋁和硼時(shí)，晶體*是呈黑色，參雜了氮時(shí)，晶體*呈綠色。鐵無(wú)礙于綠色的形成、他們用食鹽的排雜質(zhì)來(lái)解釋食鹽對(duì)形成綠碳化硅的良好作用，即認(rèn)為原料的鐵、鋁、鈣等雜質(zhì)可生成發(fā)揮性氯化物外逸。
    這一觀點(diǎn)能較好的解釋工業(yè)生產(chǎn)碳化硅時(shí)，原料越純?cè)侥苌a(chǎn)出鮮綠色產(chǎn)品的現(xiàn)象。也能很好說(shuō)明制造碳化硅單晶半導(dǎo)體時(shí)看到的現(xiàn)象：當(dāng)沒(méi)有加入摻雜物時(shí)，空氣中的氮實(shí)際上將摻入碳化硅晶格中，所以結(jié)晶呈綠色，如果以碳化硅硼的形式引入硼，則結(jié)晶呈黑色。
    但是，在綠碳化硅冶煉爐中細(xì)結(jié)晶帶的雜質(zhì)含量往往高于黑碳化硅冶煉爐中靠近爐心的結(jié)晶快中的雜質(zhì)含量，但前者卻是綠色，后者是黑色的。人們?cè)诰G碳化硅冶煉爐的外部帶中沒(méi)有找到鐵或鋁的氯氧化物，在爐內(nèi)逸出的氣體中也沒(méi)有收集到氯氣。冶煉后食鹽聚集在雜質(zhì)聚集帶為低的溫度帶中，即食鹽的排除較雜質(zhì)開(kāi)始蒸發(fā)為早。對(duì)這些問(wèn)題，外來(lái)雜質(zhì)決定晶體的顏色的觀點(diǎn)難以解釋。
    *種認(rèn)為，碳化硅晶體呈黑色的原因在于晶體中包括了微細(xì)的碳粒。不加食鹽時(shí)。由于二氧化硅蒸發(fā)速度較快，碳質(zhì)材料來(lái)不及與之反應(yīng)，造成一部分二氧化硅蒸汽外溢損失了，而炭質(zhì)材料卻未反應(yīng)完全，以微細(xì)的顆粒留在已生成的碳化硅晶體之中。當(dāng)加入食煙后，食鹽蒸汽包圍了石英顆粒，限制了二氧化硅的蒸發(fā)速度，同時(shí)食鹽蒸汽又促進(jìn)了碳的反應(yīng)能力，從而炭質(zhì)材料*可以與二氧化碳充分反應(yīng)了，但這種觀點(diǎn)對(duì)于采用高純度原料，即使不加食鹽也可以*綠碳化硅以及碳過(guò)量無(wú)礙于綠碳化硅生成等現(xiàn)象無(wú)法給與解釋。
    第三種觀點(diǎn)認(rèn)為顏色與多型之間有一定的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，下圖是按色澤分類取樣后進(jìn)行X射線定量分析結(jié)果。
    但是大量的研究工作表明，顏色與結(jié)晶類型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系有不少例外，例如黑碳化硅爐爐心附近的藍(lán)黑色碳化硅晶體業(yè)基本有6H多型所構(gòu)成的。

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