DE2129167A1 - Verfahren zur Herstellung von SiIi ciumcarbid Whiskern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von SiIi ciumcarbid Whiskern

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Description

(7) 11. β. 1971
JX %6
National Research Development Corp., London (Großbritannien)
Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbid-Whiskern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbid in Form von länglichen Einkristallfäden, sogenannten Whiskern. Die Bezeichnung Whisker wird allgemein bei allen Einkristallfäden mit einer Stärke von weniger als etwa 0,1 mm und einem Verhältnis von Länge zu Stärke von wenigstens 10 angewandt.
Siliciumcarbid-Whisker werden durch verschiedene Hochtemperatur-Gasphasenreaktionen hergestellt, bei denen siliciumhaltige und kohlenstoffhaltige Dämpfe in einem Ofen erhitzt werden, und zwar unter derartigen Bedingungen, daß Siliciumcarbid erzeugt wird, das sich in Form von Whiskern auf ein geeignetes Substrat im Ofen ablagert. Silicium besitzt einen relativ niedrigen Dampfdruck und um eine zur Erzielung einer brauchbaren Ausbeute an Whiskern aus einer Gasphasen-• reaktion ausreichende Siliciumkonzentration zu erhalten, . ist es notwendig, einen siliciumhaltigen Dampf in Form einer Siliciumverbindung mit einem höheren Dampfdruck zu schaffen.. Typischerweise werden geeignete siliciumhaltige Dämpfe erzeugt durch Verdampfen von Siliciummonoxid aus einer äquimolajoen Mischung von Silicium und Siliciumdioxid (vgl.US-PS 3 39^ 991)
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und durch Überführen von Silicium in die Dampfphase mit Chlor in Form von geeigneten Chloriden (nach einer Entwicklung der Anmelderin). Eine direkte Pyrolyse von sowohl Silicium als auch Kohlenstoff enthaltenden Dämpfen, wie z. B. Alkylsilane, hat in der Praxis niedrigere Ausbeuten an Whiskern ergeben.
Bei Verfahren zur Herstellung von Silieiumcarbid-Whiskern hat es sich als vorteilhaft erwiesen, an der Reaktionszone, in der die silicium- und kohlenstoffhaltigen Dämpfe aufeinander einwirken, ein Substrat vorzusehen, das zur Abscheidung von Whiskern dient. In der folgenden Beschreibung soll die Bezeichnung Substrat eine Fläche bedeuten, die der die Whisker bildenden Reaktionszone benachbart liegt und auf der sich die Siliciumcarbid-Whisker abscheiden sollen. Obwohl das Substrat aus von Teilchen gebildeten festen Stoffen bestehen kann, wie z. B. Staub, Siliciumearbidteilehen, Whiskerbruchstücken und anderen Materialien, sind bevorzugte Substrate feuerfeste Materialien, wie Aluminiumoxyd, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Mullit und Kohlenstoff, allgemein in Form von Platten oder Rohren, die einen brauchbaren Oberflächenbereich für die Abscheidung aufweisen. Obgleich Whisker auf anderen Substraten abgelagert werden können, bieten die obengenannten bevorzugten Materialien offensichtlich die größte Anzahl von Kristallisationskernbildungsstellen, auf denen sich Whisker bilden können, und ergeben daher gute Ausbeuten an Whiskern. Die Whiskerausbeuten sind jedoch durch die Verfügbarkeit der Substratoberfläche begrenzt und sobald diese Oberfläche im wesentlichen mit einer Whiskerschicht bedeckt ist, hört eine weitere Kristallisationskernbildung und ein weiteres Wachstum von Whiskern, das von Bedeutung wäre, auf. Um maximale Whiskerausbeuten zu erhalten, ist es wünschenswert, eher einen möglichst großen Bereich der heißen
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Zone des Ofens für die Whiskerabscheidung zu benutzen, als aufweinen begrenzten Substratoberflächenbereich beschränkt
zu sein,:-. . ;
Um dieses.Ziel zu erreichen, ist es bereits bekannt . (vgl. GB-PS 998 166), ein durchlässiges feuerfestes Substrat in poröser oder faserartiger Form zu schaffen, das zumindest den größten Teil der heißen Zone des Ofens einnimmt, .. so daß Whisker auf dem Substrat an, gut in der Reaktionszone verteilten Kristallisationskernbildungsstellen abgeschieden werden« Diese bekannte Maßnahme hat sich aber in der Praxis nicht durchgesetzt, möglicherweise wegen der bei der Abtrennung des Whiskerprodukts von den Zwischenräumen des Substrats auftretenden Schwierigkeiten. . .
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein anderes Verfahren zu schaffen, durch welches die Kristallisationskernbildung und Abscheidung von Whiskern über zumindest einen wesentlichen Teil.der heißen Zone des Ofens erreicht werden kann, ohne Rücksicht auf die verfügbare Fläche an whiskerzüchtendem Substrat.
Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbid-Whiskern, bei denen siliciumhaltiger Dampf und kohlenstoffhaltiger Dampf bei. einer Temperatur von mindestens 1100 C in einer Reaktionszone in Gegenwart eines Substrats unterhalten werden, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch Schaffung einer tibersättigten Konzentration an eisenhaltigem Dampf in der Reaktionszone·. -
Die Anwesenheit des eisenhaltigen Dampfes bewirkt die weitere Abscheidung von Whiskern, nachdem das Substrat bereits im wesentlichen völlig mit Whiskern bedeckt jst.
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Bevorzugte Reaktionstemperaturen liegen vorzugsweise . zwischen etwa 1200 0C und 1400 0C und bewegen sich im allgemeinen um 1550 C.
Der Ablauf im einzelnen des Verfahrens gemäß der Erfindung ist noch nicht völlig aufgeklärt, es scheint jedoch, daß der übersättigte eisenhaltige Dampf sich mit Silicium und Kohlenstoff zusammen niederschlägt, um Tröpfchen einer Eisen-Silicium-Kohlenstoff-Legierung zu bilden., und potentielle, über das Volumen der Reaktionszone verteilte Whisker-Kristallisationskernbildungsstellen schafft, die unter geeigneten Verfahrensbedingungen zusätzlich zur Oberfläche des Substrats Whiskerzüchtungssteilen erzeugte^. Der wichtige praktische Vorteil besteht darin, daß die Abscheidung und Züchtung von Whiskern selbst dann fortdauert., wenn die verfügbaren Substratkristallisationskernbildungsstellen gesättigt sind, weil der übersättigte eisenhaltige Dampf umgesetzt wird und'neue Stellen eventuell auf der Oberfläche der vorher niedergeschlagenen Whisker oder auf anderen Kristallisationskernbildungsmaterialien, wie im Ofen vorhandenen Staub, schafft. Dadurch kann sich eine dicke : Kasse von Whiskern in der Reaktionszone bilden, im Gegensatz zu der relativ dünnen Schicht von Whiskern, die normalerweise auf andere Art erzielt wird.
Die detaillierte Reaktion, bei der Kristallisationskernbildung gemäß der Erfindung von Siliciumcarbid-Whiskern mittels Eisen ist nicht völlig aufgeklärt, kann jedoch in Form einer von Wagner und Ellis (Trans.Met.Soc. A.I.M.E. ,23j3, 105Ji (1965); zum ersten Mal vorgeschlagenen Verlängerung oder Ausdehnung des Dampf-Flüssig-Fest (v.l. s.)-Mechanismus erklärt werden. Der Erfinder nimmt an, daß sich unter zweckmäßigen Reaktionsbedingungen eine flüssige Eisen-Silicium-Kohlenstoff-Legierung innerhalb der Reaktionszone abscheidet
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BAD OfUGfNAL
und daß Siliciumcarbid, gebildet aus den Dampfphasen-Reaktionsteilnehmern, innerhalb der flüssigen Legierung kristallisiert und im wesentlichen in einer Richtung von der Kristallisationskernbildungsstelle weg weiterwächst, wobei die Spitze des wachsenden Whiskers etwas Eisen-Silicium-Kohlenstoff-Legierung mit sich trägt, in der eine weitere Kristallisation von Siliciumcarbid stattfindet und so den Whisker weiter verlängert. Diese Annahme wird gestützt durch die Analyse von vielen der hergestellten Whisker, die zeigt, daß die Whiskerspitze eine Ansammlung an Siliclum-Eisen-Kohlenstoff-Legierung | aufweist. Obwohl eine flüssige Eisen-Silicium-Kohlenstoff-Legierung eindeutig für diesen Wachstums- oder Züchtungsmechanismus wesentlich ist, ist aus Phasendiagrammuntersuchungen des Silicium-Kohlenstoff-Eisen-Systems ersichtlich, daß besondere Eisen-Silicium-Kohlenstoff-Legierungen das Whiskerwachstum auch verhindern oder beendigen können, indem sie Kohlenstoff abweisen. Diese hemmenden Silicium-Eisen-Kohlenstoff-Legierungen scheinen reich an Silicium zu sein, und es ist daher wichtig, übermäßige Konzentrationen von siliciumhaltigen Gasen über kohlenstoffhaltigen Gasen in den Zonen zu vermeiden, wo das Whiskerwachstum stattfindet* Dies kann dadurch erreicht werden, daß man die Menge des kohlenstoffhaltigen Dampfes im Verhältnis zum siliciumhaltigen Dampf in der Reaktionszone über einer ™ äquivalenten Menge hält.
Obwohl keine spezifische obere Grenze für die geeignete Konzentration an eisenhaltigem Dampf in der Reaktionszone festgestellt wurde, erscheint es nicht wünschenswert, Konzentrationen von eisenhaltigem Dampf zu haben, die einen Eisenanteil in der Reaktionszone von mehr als 5 Gew.-$ (und im allgemeinen mehr als 2 Gewr$) ergeben, bezogen auf das Gesamtgewicht des Siliciums und Kohlenstoffs in der Dampfphase in der Reaktionszone. Eisenhaltiger Dampf über diese Anteile
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hinaus neigt dazu, flüssiges Eisen in unkontrollierter Weise niederzuschlagen und potentielle Whiskerwachstumsstellen abzudecken oder zu "ersticken" und kann daher die Whiskerausbeuten vermindern.
Für eine zweckmäßige Erhöhung der Ausbeute ist es jedoch unwahrscheinlich, daß man die Konzentration von Eisen in der Dampfphase in der Reaktionszone unter einen Partialdruck von 10~ at (gemessen bei 1350 °C) fallen läßt; sie beträgt vorzugsweise ΙΟ"-3 at (entsprechend einem Anteil von etwa 1 Gew.-^, bezogen auf das gesamte Silicium und Eisen in der Dampfphase in der Reaktionszone bei 1350 °C). Eine Analyse der hergestellten Siliciumcarbid-Whisker zeigt einen Eisengehalt von etwa 1 %, was beweist, daß dieser Anteil in der ursprünglichen Mischung der Reaktionsteilnehmer wünschenswert ist.
Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung wird die Quelle des eisenhaltigen Dampfes vom Substrat entfernt angebracht und vorzugsweise entfernt von der Hauptreaktionszone. Außerdem kann der Strom des eisenhaltigen Dampfes zur Reaktionszone aus der Eisenquelle optimal gestaltet werden, indem man die Quelle des eisenhaltigen Dampfes auf einer Temperatur hält, die etwas unterhalb der Temperatur der Reaktionszone liegt und folglich auch den eisenhaltigen Dampf selbst bei dieser Temperatur zuführt. Auf diese Weise kann die Zufuhr von eisenhaltigem Dampf so gesteuert werden, daß sie etwa dem Verbrauch von Eisen bei der Whiskerbildung entspricht, während eine geeignete übersättigte Konzentration an Eisen in der Reaktionszone aufrechterhalten wird.
In der nachveröffentlichten GB-PS 1 213 156 ist zwar beschrieben, das in der festen Phase befindlichejEisen auf der
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Oberfläche eines whiskerwachsenden Substrats zu verteilen. Ein solches Verfahren wird hier aber nicht beansprucht, zumal es vermutlich den Nachteil aufweist, daß es ein auf eine Schicht auf dem Substrat beschränktes Whiskerwachstum hervorbringt. Die genannte GB-PS zieht die Verwendung von Eisen in der Dampfphase zur Förderung des Whiskerwachsturns nicht in Betracht und behandelt einzig die Verbesserung der Ausbeute an Whiskern auf einer Substratoberflächenschicht. Obwohl vorstellbat ist, daß dabei etwas von dem Eisen in der festen Phase unter günstigen Umständen teilweise verdampft wird, kann dieser Dampf thermodynamisch nicht übersättigt sein und könnte daher nicht an der gemeinsamen Abscheidung bei der Kristallisationsbildung von Whiskern gemäß der Erfindung teilnehmen. Außerdem wäre natürlich der gebildete Eisendampf eher auf die Substratzone beschränkt als über die Reaktionszone verteilt.
Die Erhöhung der erzielten Ausbeute durch die Verwendung eines eisenhaltigen Dampfes gemäß der Erfindung scheint auf alle in der Literatur- beschriebenen Verfahren zur Bildung von Siliciumcarbid-Whisker anwendbar zu sein, wird jedoch vorzugsweise bei Verfahren benutzt, bei denen Chlor zum Transport der Reaktionsteilnehmer Silicium, und Kohlenstoff verwendet wird. Wie im einzelnen im älteren Vorschlag der Anmelderin (vgl. Patentanmeldung P 1709522,0-43 vom 8.5.1968, Anwaltsakte 29:5-13·485P) beschrieben ist, werden Silicium und Kohlenstoff in fester Phase in der Reaktionszone des Ofens in einer Atmosphäre aus Wasserstoff und einem geringen Anteil (bis zu 10 Vol.-#) Chlor erhitzt, wodurch das Chlor das Silicium und den Kohlenstoff als flüchtige Chloride in die Dampfphase für die whiskererzeugende Reaktion überführt.. Es ist besonders zweckmäßig gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, einen eisenhaltigen Dampf bei diesem
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BAO ORIGINAL
vorgeschlagenen Verfahren einzuführen, und zwar allgemein in Form eines Eisenchloriddampfes. Ferner kann der eisenhaltige Dampf dadurch hergestellt werden, daß man feinverteiltes, festes Eisen, eine eisenhaltige Verbindung oder eine Lösung oder Dispersion einer Eisenverbindung in die erhitzte Reaktionszone leitet, was die gewünschte Konzentration des eisenhaltigen Dampfes mit der Temperatur der Reaktionszone ergibt.
Andere geeignete Eisenverbindungen sind wei.tere Eisenhalogenide und flüchtige Verbindungen, wie z. B. Eisenkarbonyl, die in der Reaktionszone reduziert werden.
Der eisenhaltige Dampf kann in die Reaktionszone durch irgendein beliebiges Verfahren eingeführt werden, durch das die Konzentration des erzeugten eisenhaltigen Dampfes gesteuert werden kann. Beispielsweise kann der eisenhaltige Dampf durch ein entsprechendes Trägergas oder -gasgemisch mitgeführt werden, dessen bzw. deren Temperatur gesteuert ist, und mit dem Gasstrom in die Reaktionszone geleitet werden. Dieses Vorgehen ist besonders günstig, wenn eines oder mehrere der erhitzten Reaktionsteilnehmergase vorerhitzt und über eine Eisenquelle auf ihrem Weg zur Reaktionszone gleitet werden. Ferner können Trägergase, wie Chlor oder Chlorwasserstoff, über eine erhitzte, aus Teilchen gebildete Eisenquelle geleitet werden.
Die Anwesenheit von metallischem Eisen in einer Wasserstoff-Chlor-Atmosphäre führt zur Bildung von FeCIp-Dampf, der bei Diffusion in den Bereich des Whiskerwachsturns der oben beschriebenen gemeinsamen Abscheidung unterworfen ist. Bei Anwendung dieser Maßnahme hat man festgestellt, daß es günstig ist, wenn die Temperatur des metallischen Eisens unter
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der in der Reaktionszone gehalten wird. Die eigentliche Konzentration des gasförmigen FeCl^-Dampfes, die einem übersättigten System in bezug auf Eisen entspricht, wird von der Konzentration der anderen 'Gase im System, insbesondere Chlorwasserstoff abhängen. Unter der Voraussetzung, daß die Konzentration des Hauptteils des Gases in der Reaktionszone 4 Mol-fo in Wasserstoff bei 1400 0C beträgt, muß der Dampfdruck des FeClo-Gases mindestens lO"*^ at und
normalerweise zwischen 10 ^ und 10 at liegen. Einige j
vorläufige Versuche sind normalerweise erforderlich, um due beste Whiskerausbeute zu erhalten, und können durch das folgende typische Ausftihrungsbeispiel erläutert v/erden.
Festes,fein verteiltes Silicium (1 g) und fester, fein verteilter Kohlenstoff (1 g) wurden in eine Reaktionszone eingebracht, die sich etwa 2 cm entlang einem Rohrofen erstreckte, der mit keramischem Material ausgekleidet und auf etwa 1200 0C in einer 1 Vol.-^ Chlor enthaltenden Wasserstoffatmosphäre erhitzt worden war. In einer Reihe von Versuchen wurde feinverteiltes Eisen (1 g) in den Ofen mit unterschiedlichen Abständen zu der Reaktionszone eingebracht und demgemäß Temperaturen ausgesetzt, die stufenweise niedriger als die A der Reaktionszone waren, wobei sich natürlich "der Temperaturunterschied bei zunehmendem Abstand zwischen der Reaktionszone und dem Eisen erhöhte.
Unter diesen Bedingungen reagierte der Chlorbestandteil der Atmosphäre mit dem festen Eisen und bildete Eisenchloriddampf, welcher gegen den Temperaturgradienten wanderte und in die Reaktionszone eintrat. Die Ergebnisse waren wie folgt:
BAOOWGINAL 109851/1868
Abstand der Eisenquelle von der
Reaktionszone £cmj
Temperatürdifferenz zwischen der Eisenquelle und der-Reaktionszone L C
Ausbeute an Siliciumcarbid-Whiskern (rng^j
4
6
8
11,5
20 52
108
148 260 380 340
Die Ergebhisse zeigen, ,daß für das spezielle, oben beschriebene Verfahren die größten Ausbeuten an Whiskern erzielt werden, indem die Quelle des eisenhaltigen Dampfes etwa 8 cm von der Reaktionszone entfernt mit einer Temperatur von etwa 60 0C unter der in der Reaktionszone gehalten wird. Unter diesen Bedingungen wurde eine Whisker-KristalIisationskernbildung im wesentlichen über das ganze Volumen der Reaktionszone erzielt, wobei sich weitere Whisker auf vorher abgeschiedenen Whiskern niederschlugen und die Whiskerabscheidung nicht auf ein bloßes Überziehen des die Reaktionszone umgebenden Substrats (der Ofenwände) beschränkt war. Ein Vergleichsversuch, bei dem eine gleiche Menge von fein verteiltem, festen Eisen auf das die Reaktionszone umgebenden Substrats aufgebracht wurde (entsprechend der GB-PS 1 213 I56), ergab nur eine sehr niedrige Whiskerausbeute von 114 mg. Ferner wurde festgestellt, daß die Whiskerabscheidung im wesentlichen völlig auf eine Whiskerbeschichtung auf der Substratoberfläche beschränkt war.
Als allgemeine Regel gilt, daß die wünschenswerte Temperaturdifferenz zwischen der Reaktionszone und der Eisenquelle 30 - 150 0C, allgemeiner 50 - 100 0C, beträgt.
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- li -
Verschiedene Formen von öfen sind geeignet, Siliciumcarbid-Whisker mittels dem Verfahren gemäß der Erfindung herzustellen; zweckmäßig ist jedoch die Vorrichtung gemäß der GB-PS 1 121 294 oder gemäß dem älteren Vorschlag der Anmelderin (vgl. P 1769322.0-43).» die zur Schaffung der Quelle von kristallisationskernbildendem Eisendampf entsprechend abgeändert wird« Eine soMie Abänderung kann ohne weiteres erreicht werden, durch Zufuhr von auf die richtige Temperatur vorerhitztem, eisenhaltigem Dampf durch ein Einlaßrohr in die Vorrichtung und dadurch direkt in die erhitzte Reaktionszone. Wahlweise kann das Eisen als Eisenverbindung in einer Lösung oder einer Dispersion, die auf dem Weg zur Reaktionszone verflüchtigt wird, oder als ein aus Teilchen gebildeter Feststoff (wahlweise durch einen Vorerhitzer geführt) zugeführt werden, um Dampf mit der geeigneten Temperatur zu erhalten.
Obwohl es nicht das bevorzugte Vorgehen ist, findet man möglicherweise Bereiche innerhalb eines speziellen Ofens, die erheblich kühler und ausreichend von der heißen Hauptreaktionszone entfernt sind, um eine Eisenquelle dort anzubringen, die verdampft, um einen geeigneten eisenhaltigen Dampf für die Reaktion zur Bildung von Whiskern in der heißen Zone zu schaffen.
Ein begrenzter Erfolg wurde durch Aufbringen eines Überzugs aus Eisen auf die isolierenden Schamottesteine des in dem älteren Vorschlag der Anmelderin beschriebenen Ofens erzielt. In diesem Ofen liegt der Temperaturunterschied zwischen den heißesten Teilen der Reaktionszone nahe der
Kohlenstoff-Heizelektrode und der Schamottestein-Auskleidung in der Größenordnung von 100 0C, und der Abstand zwischen de: Schamottesteinoberfläche und dem für das Whiskerwachstum
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vorgesehenen Substrat (normalerweise eine Kohlenstoffplatte) beträgt ungefähr 10 cm.
Der wesentliche Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin,, daß das Whiskerwachstum innerhalb einer Reaktionszone:fortgeführt werden kann, selbst wenn das kristallisationskernbildende Substrat im wesentlichen vollständig mit Whiskern überzogen ist« Zu einem großen Teil ist daher die Ausbeute unabhängig von der verfügbaren. Substratfläche. Da jedoch ein erfolgreiches Kristallisationskernbilden und Wachsturnszüchten von Whiskern innerhalb der Reaktionszone beispielsweise auf Staub und Teilchen aus Siliciumcarbid entfernt von jedem Substrat erreicht wird, ist es offensichtlich, daß das Verfahren gemäß der Erfindung für die Züchtung von Siliciumcarbid unter Zuhilfenahme von in der Dampfphase befindlichem Eisen auch durchgeführt werden kann, wenn ein spezielles whisker-kristallisationskernbildendes Substrat aus allgemein üblichen feuerfesten Materialien vollständig fehlt.
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Claims (11)

- 13 - ■ Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbid-Whiskern, bei dem ein sillciumhaltiger Dampf und ein kohlenstoffhaltiger Dampf bei einer Temperatur von mindestens UOO 0C in Gegenwart eines Substrats in einer Reaktionszone unterhalten werden, um Siliciumcarbid-Whisker auf dem Substrat .abzuscheiden, dadurch gek e η h ζ e i c h η e t, daß eine übersättigte Konzentration an eisenhaltigem Dampf in der Reaktionszone geschaffen wird.
2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die übersättigte Konzentration an eisenhaltigem Dampf unterhalten wird, indem eisenhaltiger Dampf aus einer vom Substrat entfernt gelegenen Quelle der Reaktionszone zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eisenhaltige Dampf mit einer Geschwindigkeit in die Reaktionszone eingeleitet wird, die im wesentlichen der Geschwindigkeit entspricht,mit der das Eisen bei der whiskererzeugenden Reaktion verbraucht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von eisenhaltigem Dampf dadurch bewirkt wird, daß ein Strom eines Reaktionsteilnehmers des Verfahrens zur Herstellung von Whiskern über eine erhitzte, aus Teilchen gebildete Eisenquelle geleitet wird,- und zwar vor der Einleitung des Reaktionsteilnehmerstroms in die Reaktionszone.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß
die Zufuhr von eisenhaltigem Dampf dadurch bewirkt wird, daß - ein Strom von Chlor oder Chlorwasserstoff über eine erhitzte,aus Teilchen gebildete Eisenquelle geleitet wird.
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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Partiondruck von Eisen mindestens ΙΟ"-5 at (gemessen bei 1350 0C). beträgt.
1^· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur zwischen 1200 und 1400 °C gehalten wird.■
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,daß die Temperatur etwa I55O 0C beträgt.
15. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an siliciumhaltigem Dampf in der Reaktionszone gleich oder niedriger als ein äquimolarer Anteil gegenüber dem Anteil an kohlenstoffhaltigem Dampf in der Reaktionszone ist,
ΐβ. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß der siliciumhaltige Dampf und der kohlenstoffhaltige Dampf in der Reaktionszone durch Erhitzen von Silicium in fester Phase in der Reaktionszone in Gegenwart von Wasserstoff und einem geringen Anteil von Chlor erzeugt werden.
17. Siliciumcarbid-Whisker, hergestellt nach einem Verfahren gemäß den vorhergehenden Ansprüchen.
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BAD ORIGINAL
-U-
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5* dadurch gekennzeichnet, daß die eisenhaltige Quelle auf eine Temperatur von etwa 30 - 150 0C unterhalb der Temperatur der Reaktionszone erhitzt wird, wodurch eisenhaltiger Dampf in die Reaktionszone gegen den Temperaturgradienten eingeleitet wird, um die gewünschte übersättigte Konzentration aufrechtzuerhalten.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Eisenquelle 50 - '.
ratur der Reaktionszone beträgt.
Temperatur der Eisenquelle 50 - 100 0C unterhalb der Tempe-
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eisenhaltige Dampf durch Einleiten von feinverteiltem, festen Eisen, einer eisenhaltigen Verbindung oder einer Lösung oder Dispersion einer Eisenverbindung erzeugt wird, die die erforderliche Konzentration an eisenhaltigem Dampf bei der Temperatur der Reaktionszone ergibt.
■ - 1 "
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Konzentration an eisenhaltigem Dampf äquivalent ist einer Konzentration an Eisen bis zu 5 Gew.-%9 bezogen auf das Gesamtgewicht des in der Dampfphase befindlichen Siliciums und Kohlenstoffs in der Reaktionszone.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Konzentration an Eisen bis zu etwa 2 Gew.-% beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht des in der Dampfphase befindlichen Siliciums und Kohlenstoffs in der Reaktionszone.
11. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an eisenhaltigem Dampf äquivalent ist einem Partialdruck des Eisens von mindestens 10~° at (gemessen bei 1350 °c).
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