[发明专利]一种碳化硅粉料及制备方法与装置

权利要求书

1.一种碳化硅粉料，其特征在于，所述碳化硅粉料的粒径为1.5mm～50mm，堆积密度大于1.2g/cm³。

2.根据权利要求1所述的碳化硅粉料，其特征在于，所述碳化硅粉料的粒径为5mm～30mm，堆积密度不小于1.3g/cm³；

优选的，所述碳化硅粉料的粒径为10mm～20mm，堆积密度不小于1.4g/cm³；

优选的，所述碳化硅粉料的氮杂质含量小于1.0×10¹⁶atoms/cm³，其它杂质总含量小于1ppm；

优选的，所述碳化硅粉料的氮杂质含量小于1.0×10¹⁵atoms/cm³，其它杂质总含量小于0.5ppm。

3.权利要求1或2所述的碳化硅粉料的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

(1)将硅源原料置于坩埚中，坩埚置于加热炉的炉体内；位于坩埚上方的电极的表面至少部分覆盖碳源原料，碳源原料位于所述炉体内；

(2)对坩埚进行加热，使得硅源原料液化，得到硅液；

(3)控制坩埚和电极发生相对位移，使得碳源原料浸入到硅液中；对电极通电，使得碳源原料表面反应生成碳化硅粉料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，对电极通电的电流为50～180A；

优选的，对电极通电的电流为60～150A。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在真空条件下，控制反应的温度为1300～1800℃，时间为8～40h；

优选的，步骤(3)中，在真空条件下，控制反应的温度为1400～1700℃，时间为10～30h。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碳源原料选自石墨棒、石墨柱和石墨管中的至少一种；

所述硅源原料选自硅块和硅粉中的至少一种；

优选的，所述碳源原料和硅源原料的纯度不低于99％；

优选的，所述碳源原料和硅源原料的纯度不低于99.99％。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碳源原料表面涂覆有生长剂层，所述生长剂层中的生长剂包括碳化硅粉、碳粉和有机溶剂，碳化硅粉与碳粉的摩尔比为1：2～15，碳化硅粉和碳粉的质量总和与有机溶剂的用量比为1～6g：1mL；

优选的，所述碳化硅粉与碳粉的摩尔比为1：5～10，碳化硅粉和碳粉的质量总和与有机溶剂的用量比为2～5g：1mL；

优选的，所述碳化硅粉的粒径不大于0.1mm；

优选的，所述有机溶剂的分子式由碳、氢和氧元素组成；

优选的，所述生长剂层的厚度为0.1～3mm；

优选的，所述生长剂层的厚度为1～2mm。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，控制炉体内的隔板关闭后，使得炉体内部分隔为上下两部分，控制炉体加热，使得硅源原料液化；和/或

步骤(3)中，控制炉体内的隔板打开后，使得炉体内部连通，控制坩埚和电极发生相对位移，使得碳源原料浸入到硅液中；

优选的，步骤(2)中，在真空条件下，分别控制炉体上部和炉体下部加热；

优选的，步骤(2)中，在真空条件下，控制炉体内下部的温度为1200～1800℃，使得硅源原料液化；控制炉体内上部的温度为1000～1500℃，以进行除杂；

优选的，步骤(2)中，在真空条件下，控制炉体内下部的温度为1300～1600℃，使得硅源原料液化；控制炉体内上部的温度为1100～1400℃，以进行除杂。