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碳化硅生成过程的机理
文章来源:中国碳化硅陶瓷网   添加人:sisic  

碳化硅生成过程的机理
    在二氧化硅为碳还原的电热过程中,根据还原剂的数量以及温度条件、加热速度等,可能得到SiC或金属硅,其总的反应方程式分别是:
(1) SiO2+3C = SiC+2CO
(2) SiO2 + 2C =Si+2CO
式(1)相应于碳化硅电阻炉的情况,式(2)相当于冶炼金属硅的电弧炉的情况。另外,硅的低价氧化物一氧化硅SiO的存在已是确定的事实,其颜色由金黄色到褐色,具有立方晶格,晶格常数a=5.6A,其特点是挥发性比SiO2及都高得多。
     这就提出了一个问题,即在碳化硅冶炼炉中SiO2与C之间的反应里程如何,首先形成的是Si、还是SiO还是SiC呢?
    从热力学上看,在S102与C的几种反 应中,反应(2)是最可能发生的,它在1498K(1225。C)就可能 发生了。但是可能性并不等于现实性。根据化学动力学原理,化 学反应的必要条件之一是反应物的分子之间要互相碰撞,故毎一 基元反应可以用同时碰撞而发生反应的分子数来分类,多数是单 分子反应和双分子反应,三分子反应很少见,四分子反应几乎不 可能发生。所以可以推测需要因分子碰撞的反应(2)是很难直接 发生的,它不是基元反应,而是一个复杂反应,应有若干中间阶 段。 多次的观察及专门的试验证实,在常压下进行Si02的还原时 有气态的sio中间产物生成。 例如,日本昭和电工株式会社设计的立方碳化娃制造炉就是 首先通过挂砂和焦炭的反应制得气态的一氧化桂,再把这种气体 通入另一个装有焦炭的反应室来制取碳化娃

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