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（一）碳化硅的合成和用途

碳化硅的合成是在一種特殊的電阻爐中進行的，這個爐子實際上就只是一根石墨電阻發熱體，它是用石墨顆粒或碳粒堆積成柱狀而成的。這根發熱體放在中間，上述原料按硅石52%~54%，焦炭35%，木屑11%，工業鹽1.5%~4%的比例均勻混合，緊密地充填在石墨發熱體的四周。當通電加熱后，混合物就進行化學反應，生成碳化硅。其反應式為：

SiO2 3C→SiC 2CO↑

反應的開始溫度約在1400℃，產物為低溫型的β-SiC，基結晶非常細小，它可以穩定到2100℃，此后慢慢向高溫型的α-SiC轉化。α-SiC可以穩定到2400℃而不發生顯著的分解，至2600℃以上時升華分解，揮發出硅蒸氣，殘留下石墨。所以一般選擇反應的終溫度為1900~2200℃。反應合成的產物為塊狀結晶聚合體，需粉碎成不同粒度的顆粒或粉料，同時除去其中的雜質。

硅化可在普通大氣壓的碳管爐內進行，硅化溫度必須大于2000℃。如果在66.65MPa的真空爐中進行，則硅化溫度可降到1500~1600℃。產生硅蒸氣所用的硅粉顆粒尺寸為0.991~4.699mm。在大氣壓力下硅化時，硅粉可裝在石墨坩堝里。在真空下硅化時，則應裝在氮化硼(BN)坩堝里，因為此時硅會滲入石墨中并作用形成碳化硅而使石墨坩堝，而氮化硼與硅不潤濕。硅化所需的時間依據硅化的溫度及在該溫度下的硅的揮發量的不同而變化。在硅化完成后，坩堝內通常不應該再有硅殘留而都蒸發了。由于蒸發而附著在制品表面上的硅可用熱的處理除去。自結合碳化硅制品的強度為一般碳化硅制品的7~10倍，且能力提高了。

在光伏領域的應用

光伏逆變器對光伏發電作用非常重要，不僅具有直交流變換功能，還具有地發揮太陽電池性能的功能和系統故障保護功能。歸納起來有自動運行和停機功能、功率跟蹤控制功能、防單獨運行功能（并網系統用）、自動電壓調整功能（并網系統用）、直流檢測功能（并網系統用）、直流接地檢測功能（并網系統用）等。

國內逆變器廠家對新技術和新器件的應用還是太少，以碳化硅為功率器件的逆變器，并且開始大批量應用，碳化硅內阻很少，可以把效率做很高，開關頻率可以達到10K，也可以節省LC濾波器和母線電容。碳化硅材料在光伏逆變器應用上或有突破。

碳化硅一維納米材料由于自身的微觀形貌和晶體結構使其具備更多獨特的優異性能和更加廣泛的應用前景，被普遍認為有望成為第三代寬帶隙半導體材料的重要組成單元。

第三代半導體材料即寬禁帶半導體材料，又稱高溫半導體材料，主要包括碳化硅、氮化、氮化鋁、氧化鋅、金剛石等。這類材料具有寬的禁帶寬度（禁帶寬度大于2.2ev）、高的熱導率、高的擊穿電場、高的抗輻射能力、高的電子飽和速率等特點，適用于高溫、高頻、抗輻射及大功率器件的制作。第三代半導體材料憑借著其優異的特性，未來應用前景十分廣闊。

討論

通過試驗可得，碳化硅涂層越薄，吸波能力越低；涂層中所含碳化硅含量越低，吸波能力越低。當涂層厚度與碳化硅含量達到標準時，涂層可承受 250℃高溫。在 150℃環境中，厚度為 1mm 的碳化硅涂層吸收強度保持在 20dB 左右。

通過對比分析可知，碳化硅涂層的適吸波能力為1mm，碳化硅涂層的多波段吸收可以跨越不同厚度的涂層。隨著碳化硅涂層厚度的減小，涂層吸收峰的峰位逐漸轉為高頻。

在一定范圍內，吸收峰的峰位變化與碳化硅含量成正比，碳化硅含量增加，則吸收峰峰位向高頻移動。相反，涂層厚度與吸收峰的峰位成反比，厚度增加，則吸收峰峰位移向低頻段。當涂層厚度 1mm 時，碳化硅涂層的吸波性能佳。