中国粉体网讯 高纯碳化硅粉体作为制备碳化硅单晶衬底、高端特种陶瓷、导热材料等的关键基础原材料，其纯度、粒径、晶型等物化指标直接影响下游产品的质量与性能。
用于制备碳化硅粉料的方法主要分为三种：第一种是固相法，具有代表性的是自蔓延高温合成法；第二种是气相法，具有代表性的是化学气相沉积法（CVD）和等离子体法。第三种是液相法，具有代表性的为溶胶-凝胶法（Sol-Gel）。
固相法
自蔓延高温合成法
自蔓延高温合成法又称燃烧合成法，它是高温给予反应物初始热发生化学反应后，利用自身反应放出的热量，促使未发生反应的物质继续完成化学反应合成产物的方法。该方法制备SiC粉料通常以Si粉和C粉为原料，由于Si和C的反应为弱放热反应，常需加入活化剂促进反应，但活化剂易引入杂质，降低粉料纯度。为提高纯度，通常不添加活化剂，而是通过提高温度和延长加热时间维持反应进行，这一改进方式称为改进的自蔓延高温合成法。
改进的自蔓延高温合成法制备过程简单，合成效率高，在工业上被广泛用于生产高纯SiC粉体。该方法将固态的Si源和C源作为原料，使其在1400～2000℃的高温下持续反应，最后得到高纯SiC粉体。
气相法
化学气相沉积法
化学气相沉积法（CVD）是通过两种或两种以上气态物质在一个密闭空间中产生化学反应和传输反应，通常是在大于理论反应温度下进行，使反应物形成过饱和蒸气压来生成固态沉淀物。CVD法制备SiC粉的硅源通常为SiCl4、SiH4等，碳源为CH4、C2H2、C2H6和C3H8等，其中如(CH3)2SiCl2和Si(CH3)4等气体可以同时提供硅源和碳源，这些气体原料纯度均需要在99.999%以上。
化学气相沉积法可以制备高纯度、超细、团聚少、粒径分布窄的SiC粉料。但CVD法合成原料以有机气源为主，对有机气源、内部石墨件的纯度以及设备要求非常高，工艺周期长，成本高。且合成的多为纳米级的超细粉，难以收集且合成速率低，目前不适合大批量高纯SiC粉料生产。
等离子体法
等离子体法是将反应气体通入由射频电源激发的等离子体容器中，气体在高速电子的碰撞下相互反应，最后得到高纯的SiC粉体。等离子体法使用的气源与CVD法相同，气体纯度也在99.9999%以上。
等离子体法通过高能电子碰撞得到高纯的SiC粉体，降低了SiC粉体的合成温度，通过增加气体流量以及等离子腔的尺寸可以提高SiC粉体的产率。但是合成的粉体粒径太小，需要进一步处理才能用于晶体生长。
液相法
溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法可以合成高纯的SiC粉体，其制备过程是将无机盐或醇盐溶于溶剂（水或醇）中形成均匀溶液，得到均匀的溶胶，经过干燥或脱水转化成凝胶，再经过热处理得到所需要的超细粉体。溶胶-凝胶法合成的碳化硅粉体最早用于烧结碳化硅陶瓷，随着工艺的不断改善，合成粉体的纯度也不断提升。目前溶胶-凝胶法制备的SiC粉体已经可以用于单晶的生长。
溶胶-凝胶法可以制备高纯度、超细SiC粉体，但是制备成本较高，合成过程复杂，不适合工业化生产。
针对传统固相法合成SiC粉料遇见的能耗高、反应不完全与均匀性差等问题，四川大学特聘研究员雷云提出了一种全新的解决方案——液态硅合金法快速合成高纯SiC新技术。他以廉价稀土Ce、La作为C助溶剂解决了纯硅熔体中C溶解度低的热力学瓶颈问题，实现了通过液相反应Si(l)+C(l)→SiC(s)在较低温度下（比固相法低）快速合成SiC；采用顶部提拉法将在硅合金熔体中合成的高纯SiC多晶颗粒分离出来，并且实现硅原料的补给、残余硅合金和石墨坩埚的多次使用；此外，利用杂质在固液界面的分凝现象实现SiC多晶颗粒在硅合金熔体中析出过程中的高纯化。研究结果表明采用新方法可以将低纯块体原料合成5N级高纯SiC。
2026年11月26日，中国粉体网将在江苏苏州举办“2026全国高纯碳化硅粉体制备技术及应用交流大会”。四川大学特聘研究员雷云将受邀参会，做题为《高温液相法制备5N级高纯SiC粉料的研究》的报告，届时将系统分享上述液态硅合金法的最新研究成果。
雷云简介
雷云，四川大学“双百人才工程”A计划特聘研究员，博士生导师，省级高层次人才，获日本东京大学博士、重庆大学硕士和双学士学位，曾任昆明理工大学教授和博士生导师、副教授和讲师，主持国家级科研项目6项、省级及其他项目10余项，共发表期刊论文140余篇，以第1发明人获授权国家发明专利20余件，获中国有色金属工业科学技术一等奖1项，参编英文著作1部。主要研究方向为硅基高纯半导体和能源材料。
参考来源：
罗昊等.碳化硅单晶生长用高纯碳化硅粉体的研究进展
罗胜益.高纯SiC粉料的制备工艺及热场仿真研究?
（中国粉体网编辑整理/初末）
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