晶硅炉热场用碳材料在硅蒸汽中的腐蚀行为研究

施伟^1,2，谭毅^1,2，郝建洁^1,2，李佳艳^1,2

1. 大连理工大学材料科学与工程学院2. 辽宁省太阳能光伏系统重点实验室

摘 要：对晶硅炉热场用三种碳材料(石墨、C/C复合材料、硬质碳毡)在不同腐蚀条件下进行了硅蒸汽腐蚀实验,研究了不同碳材料的硅化腐蚀行为。结果表明:三种材料的结构组成不同,导致三种碳材料在高温环境下与硅蒸汽发生硅化腐蚀的程度不同,硅蒸汽主要通过材料的孔洞以及缺陷扩散进入材料内部进行腐蚀,腐蚀造成材料表面产生大量的裂纹,并且会造成C/C复合材料以及硬质碳毡材料内部严重的破坏。材料中碳纤维的存在方式以及纤维强度对硅化腐蚀程度有较大影响,C/C复合材料中的腐蚀主要是碳基体和碳纤维的剥离以及碳纤维的缩颈、劈裂等;而由强度较差的短碳纤维为主要组成的硬质碳毡材料的腐蚀最严重,其内部碳纤维出现了明显的碎断、粉化。腐蚀参数对材料硅化腐蚀的程度具有较大影响,随着腐蚀温度的升高以及腐蚀时间的延长,三种碳材料的硅化腐蚀程度均增加。

关键词：碳材料;硅化;腐蚀行为;腐蚀参数;