[发明专利]一种单晶高纯度碳化硅及其制备方法

权利要求书

1.一种单晶高纯度碳化硅及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、硅石处理：

S1、将硅石经气流粉末磨粉机破碎进行破碎处理，同时通过振动筛对破碎后的微粒进行筛选；

S2、将筛选后的微粒放入磁选机对其含有的磁性物进行彻底分离；

步骤2)、微粒提纯：

A1、将磁选后的微粒放入反应釜中同时加入水和煤油在常温下进行搅拌，搅拌至料浆发泡将游离炭浮起为止，撇去游离炭浮；

A2、向反应釜中添加去离子水和氢氧化钠进行碱洗，同时将反应釜内部空间加热至80℃，持续搅拌6个小时后静置，静置时间控制在10小时；

A3、倒出碱液，同时加热酸洗液，同时在80℃的温度下搅拌6小时后静置，静置时间控制在5小时，加入去离子水后经搅拌压滤，反复3-4次直至PH达到7为止；

A4、将酸洗后的浆料放入水力溢流缸中，加入泡花碱分散，控制流量对其进行分级，分级后的微粒通过烘干，得到提纯后的硅粉。

步骤3)、结晶：

B1、将硅粉装入立式电弧炉中，同时加入配炉料；

B2、通电使炉温升至2600-2700℃，恒温冶炼25-50小时，利用电弧炉内部产生的高温高压使碳化硅微粒通过重新结晶；

B3、断电后，自然冷却后得到高纯度碳化硅单晶。

2.根据权利要求1所述的一种单晶高纯度碳化硅及其制备方法，其特征在于，所述步骤1)中振动筛筛网的孔径为30-50目。

3.根据权利要求1所述的一种单晶高纯度碳化硅及其制备方法，其特征在于，所述步骤2)中去离子水和氢氧化钠按碳化硅微粉的比例是1：5：0.015，同时碳化硅微粉与水和煤油的比例是1：1：0.001。

4.根据权利要求1所述的一种单晶高纯度碳化硅及其制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的酸洗液是由水、浓硫酸和氢氟酸混合而成，其中浓硫酸的浓度为98％、氢氟酸的浓度为45％，并且碳化硅微粉、水、浓硫酸、氢氟酸的比例为1：0.7：0.3：0.002。

5.根据权利要求1所述的一种单晶高纯度碳化硅及其制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的烘干采用闪蒸烘干设备进行烘干，进风口温度为250℃，出料口温度120°。

6.根据权利要求1所述的一种单晶高纯度碳化硅及其制备方法，其特征在于，所述步骤3)的立式电弧炉的功率为7000KVA，并且其炉膛的尺寸为φ3m×2.5m。

7.根据权利要求1所述的一种单晶高纯度碳化硅及其制备方法，其特征在于，所述立式电弧炉的炉膛内预埋两个石墨电极，炉芯体连接于两个电极之间，并且石墨电极采用允许使用电流密度大于25A/cm2。

8.根据权利要求1所述的一种单晶高纯度碳化硅及其制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的配炉料包括石英、焦炭、木屑和氯化钠。