সিলিকন কার্বাইড সিরামিক: চরম পরিবেশ অ্যাপ্লিকেশন সিরামিক ভারবহন জন্য উচ্চ কর্মক্ষমতা উপকরণ

1. সিলিকন কার্বাইডের ক্রিস্টাল স্ট্রাকচার এবং পলিটাইপিজম

1.1 ঘন এবং ষড়ভুজাকার পলিটাইপ: 3C থেকে 6H এবং অতীত

(সিলিকন কার্বাইড সিরামিক)

সিলিকন কার্বাইড (SiC) টেট্রাহেড্রাল সিক্রোনাইজেশনে সেট আপ করা সিলিকন এবং কার্বন পরমাণু দ্বারা গঠিত একটি সমযোজীভাবে আবদ্ধ সিরামিক, পদার্থ বিজ্ঞানে পলিটাইপিজমের সবচেয়ে জটিল সিস্টেমগুলির মধ্যে একটি তৈরি করা.

একটি নির্জন অবিচলিত স্ফটিক কাঠামোর সাথে অনেক সিরামিকের বিপরীতে, SiC ওভারে বিদ্যমান 250 সুপরিচিত পলিটাইপ– সি-অক্ষ বরাবর ক্লোজ-প্যাকড Si-C বাইলেয়ারগুলির স্বতন্ত্র পাইলিং ক্রম– কিউবিক 3C-SiC থেকে পরিবর্তিত (অতিরিক্তভাবে β-SiC হিসাবে উল্লেখ করা হয়) ষড়ভুজ 6H-SiC এবং রম্বোহেড্রাল 15R-SiC থেকে.

ডিজাইন অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত সবচেয়ে সাধারণ পলিটাইপগুলির মধ্যে একটি হল 3C (ঘন), 4এইচ, এবং 6H (উভয় ষড়ভুজ), প্রতিটি সামান্য বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ব্যান্ড কাঠামো এবং তাপ পরিবাহিতা দেখাচ্ছে.

3C-SiC, এর দস্তা মিশ্রিত কাঠামোর সাথে, সবচেয়ে সরু ব্যান্ডগ্যাপ আছে (~ 2.3 eV) এবং সাধারণত সেমিকন্ডাক্টর টুলের জন্য সিলিকন সাবস্ট্রেটে প্রসারিত হয়, যখন 4H-SiC উল্লেখযোগ্য ইলেক্ট্রন নমনীয়তা প্রদান করে এবং উচ্চ-শক্তি ইলেকট্রনিক ডিভাইসের জন্য অনুকূল.

কঠিন সমযোজী বন্ধন এবং Si এর দিকনির্দেশক প্রকৃতি– সি বন্ড ব্যতিক্রমী দৃঢ়তা প্রদান, তাপ নিরাপত্তা, এবং স্লিপ এবং রাসায়নিক আক্রমণের প্রতিরোধ, চরম পরিবেশ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য SiC আদর্শ তৈরি করে.

1.2 ইস্যু, ডোপিং, এবং ডিজিটাল বাসস্থান

এর কাঠামোগত জটিলতা নির্বিশেষে, এন-টাইপ এবং পি-টাইপ পরিবাহিতা উভয়ই অর্জন করতে SiC ডোপ করা যেতে পারে, সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসে এর ব্যবহারের অনুমতি দেয়.

নাইট্রোজেন এবং ফসফরাস অবদানকারী দূষণকারী হিসাবে কাজ করে, সরাসরি ট্রান্সমিশন ব্যান্ডে ইলেকট্রন প্রবর্তন করা, যখন হালকা ওজনের অ্যালুমিনিয়াম এবং বোরন গ্রহণকারী হিসাবে কাজ করে, ভ্যালেন্স ব্যান্ডে গর্ত তৈরি করা.

তবুও, পি-টাইপ ডোপিং দক্ষতা উচ্চ সক্রিয়করণ ক্ষমতা দ্বারা সীমাবদ্ধ, বিশেষ করে 4H-SiC তে, যা বাইপোলার টুল লেআউটের জন্য বাধা সৃষ্টি করে.

নেটিভ ত্রুটি যেমন স্ক্রু মিসপ্লেসমেন্ট, মাইক্রোপাইপ, এবং পাইলিং ভুলগুলি রিকম্বিনেশন সুবিধা বা লিক কোর্স হিসাবে কাজ করে টুলের কার্যক্ষমতাকে দুর্বল করতে পারে, ইলেকট্রনিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য শীর্ষ খাঁজ একক স্ফটিক উন্নয়ন দাবি.

বিশাল ব্যান্ডগ্যাপ (2.3– 3.3 eV পলিটাইপের উপর নির্ভর করে), উচ্চ ব্যর্থতা বৈদ্যুতিক এলাকা (~ 3 এমভি/সেমি), এবং চমৎকার তাপ পরিবাহিতা (~ 3– 4 4H-SiC এর জন্য W/m · K) উচ্চ-তাপমাত্রায় সিলিকনের থেকে SiC কে অনেক উন্নত করে তোলে, উচ্চ ভোল্টেজ, এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স.

2. হ্যান্ডলিং এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারাল ডিজাইন

( সিলিকন কার্বাইড সিরামিক)

2.1 সিন্টারিং এবং ঘনত্ব কৌশল

সিলিকন কার্বাইড এর শক্তিশালী সমযোজী বন্ধন এবং স্ব-প্রসারণ সহগ হ্রাসের কারণে স্বাভাবিকভাবেই ঘন করা কঠিন, সংযোজন ছাড়া বা খুব কম সিন্টারিং সাহায্যে সম্পূর্ণ ঘনত্ব অর্জনের জন্য উদ্ভাবনী প্রক্রিয়াকরণ কৌশল প্রয়োজন.

বোরন এবং কার্বন বৃদ্ধির সাথে সাবমাইক্রন SiC পাউডারের চাপহীন সিন্টারিং সম্ভব, যা অক্সাইড স্তরগুলি নির্মূল করে এবং সলিড-স্টেট ডিফিউশন বাড়ানোর মাধ্যমে ঘনত্বের প্রচার করে.

উষ্ণ ধাক্কা ঘর গরম করার সময় একঅক্ষীয় চাপ প্রয়োগ করে, কম তাপমাত্রার স্তরে সম্পূর্ণ ঘনত্বের অনুমতি দেয় (~ 1800– 2000 °সে )এবং উৎপন্ন সূক্ষ্ম দানা, উচ্চ-শক্তির উপাদানগুলি ডিভাইসগুলি হ্রাস করার জন্য আদর্শ এবং যন্ত্রাংশগুলি স্থাপন করে.

বড় বা জটিল আকারের জন্য, প্রতিক্রিয়া বন্ধন ব্যবহার করা হয়, যেখানে ছিদ্রযুক্ত কার্বন প্রিফর্মগুলি গলিত সিলিকনের সাথে ~ এ প্রবেশ করে 1600 °সে, প্রান্তিক সংকোচনের সাথে সিটুতে β-SiC তৈরি করা.

তবুও, অবশিষ্ট খরচ-মুক্ত সিলিকন (~5– 10%) মাইক্রোস্ট্রাকচারে থাকে, উপরে উচ্চ-তাপমাত্রার দক্ষতা এবং অক্সিডেশন প্রতিরোধের সীমাবদ্ধ করা 1300 °সে.

2.2 সংযোজন উত্পাদন এবং কাছাকাছি-নেট-আকৃতি উত্পাদন

সংযোজন উত্পাদনে বর্তমান অগ্রগতি (এএম), বিশেষ করে বাইন্ডার জেটিং এবং স্টেরিওলিথোগ্রাফি এসআইসি পাউডার বা প্রিসেরামিক পলিমার ব্যবহার করে, জটিল জ্যামিতি তৈরির অনুমতি দিন যা পূর্বে প্রচলিত পদ্ধতির সাথে অপ্রাপ্য.

পলিমার প্রাপ্ত সিরামিক মধ্যে (পিডিসি) রুট, তরল SiC অগ্রদূত 3D প্রিন্টিংয়ের মাধ্যমে গঠিত হয় এবং তারপর নিরাকার বা ন্যানোক্রিস্টালাইন SiC তৈরি করতে তাপে পাইরোলাইজড হয়, সাধারণত আরো ঘনীকরণ প্রয়োজন.

এই কৌশলগুলি মেশিনের দাম এবং পণ্যের অপচয় কম করে, মহাকাশের জন্য SiC অনেক বেশি উপলব্ধ করা, পারমাণবিক, এবং উষ্ণ এক্সচেঞ্জার অ্যাপ্লিকেশন যেখানে জটিল বিন্যাস দক্ষতা বাড়ায়.

পোস্ট-প্রসেসিং অ্যাকশন যেমন রাসায়নিক বাষ্পের অনুপ্রবেশ (সিভিআই) বা তরল সিলিকন সিপেজ (এলএসআই) ঘনত্ব এবং যান্ত্রিক স্থিতিশীলতা উন্নত করতে কখনও কখনও ব্যবহার করা হয়.

3. যান্ত্রিক, থার্মাল, এবং পরিবেশগত দক্ষতা

3.1 শক্তি, কঠোরতা, এবং প্রতিরোধ ব্যবহার করুন

সিলিকন কার্বাইড সবচেয়ে কঠিন স্বীকৃত পণ্যগুলির মধ্যে রয়েছে, ~ এর মোহস দৃঢ়তা সহ 9.5 এবং Vickers দৃঢ়তা অতিক্রম 25 গ্রেড পয়েন্ট গড়, এটি ঘর্ষণ থেকে অত্যন্ত প্রতিরোধী করে তোলে, বিচ্ছিন্নতা, এবং scraping.

এর নমনীয় শক্তি সাধারণত থেকে রেঞ্জ হয় 300 থেকে 600 এমপিএ, প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি এবং শস্য আকারের উপর নির্ভর করে, এবং এটি তাপমাত্রায় দৃঢ়তা রাখে 1400 জড় পরিবেশে °সে.

ফ্র্যাকচার শক্তি, যখন বিনয়ী (~ 3– 4 MPa · m 1ST/ TWO), প্রচুর আর্কিটেকচারাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যথেষ্ট, বিশেষত যখন সিরামিক ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটগুলিতে ফাইবার সমর্থনের সাথে একত্রিত হয় (সিএমসি).

SiC-ভিত্তিক CMCগুলি টারবাইন ব্লেডে ব্যবহার করা হয়, দহনকারী আস্তরণের, এবং ব্রেক সিস্টেম, যেখানে তারা ওজন খরচ সঞ্চয় প্রদান, গ্যাস দক্ষতা, এবং ধাতব সমতুল্য উপর দীর্ঘায়িত সেবা জীবন.

এর ব্যতিক্রমী পরিধান প্রতিরোধের সিল সিল জন্য নিখুঁত করে তোলে, বিয়ারিং, পাম্প উপাদান, এবং ব্যালিস্টিক ঢাল, যেখানে চরম যান্ত্রিক লোডিংয়ের অধীনে দৃঢ়তা গুরুত্বপূর্ণ.

3.2 তাপ পরিবাহিতা এবং জারণ নিরাপত্তা

SiC এর সবচেয়ে দরকারী আবাসিক বা বাণিজ্যিক বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল এর উচ্চ তাপ পরিবাহিতা– প্রায় 490 একক-ক্রিস্টাল 4H-SiC এবং ~ 30 এর জন্য W/m · K– 120 পলিক্রিস্টালাইন ধরনের জন্য W/m · K– প্রচুর ধাতুর বাইরে যাওয়া এবং কার্যকর তাপ অপচয়ের জন্য এটি সম্ভব করে তোলে.

এই আবাসিক সম্পত্তি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে SiC ডিভাইসগুলি অনেক কম বর্জ্য তাপ উৎপন্ন করে এবং সিলিকন-ভিত্তিক গ্যাজেটগুলির চেয়ে বেশি শক্তি ঘনত্বে চলতে পারে.

অক্সিডাইজিং পরিবেশে উত্থাপিত তাপমাত্রার স্তরে, SiC একটি প্রতিরক্ষামূলক সিলিকা তৈরি করে (SiO ₂) স্তর যা অতিরিক্ত জারণ হ্রাস করে, ভাল পরিবেশগত দৃঢ়তা প্রদান যতটা ~ 1600 °সে.

তবুও, জলীয় বাষ্প সমৃদ্ধ বায়ুমণ্ডলে, এই স্তরটি Si হিসাবে উদ্বায়ী হতে পারে(ওহ)₄, ত্বরান্বিত অবনতির ফলে– গ্যাস টারবাইন অ্যাপ্লিকেশন একটি মূল চ্যালেঞ্জ.

4. শক্তি উন্নত অ্যাপ্লিকেশন, ইলেকট্রনিক ডিভাইস, এবং মহাকাশ

4.1 পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং সেমিকন্ডাক্টর গ্যাজেট

সিলিকন কার্বাইড স্কোটকি ডায়োডের মতো গ্যাজেটগুলির জন্য এটি সম্ভব করে পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সকে রূপান্তরিত করেছে, MOSFETs, এবং জেএফইটি যেগুলি উচ্চ ভোল্টেজে কাজ করে, ফ্রিকোয়েন্সি, এবং সিলিকন মিলের চেয়ে তাপমাত্রা.

এই সরঞ্জামগুলি বৈদ্যুতিক যানবাহনে শক্তির ক্ষতি কম করে, পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি ইনভার্টার, এবং বাণিজ্যিক বৈদ্যুতিক মোটর ড্রাইভ, বৈশ্বিক শক্তি দক্ষতা বৃদ্ধি যোগ করা.

জংশন তাপমাত্রার স্তরে চালানোর ক্ষমতা 200 °C সুবিন্যস্ত কুলিং সিস্টেম এবং উত্থাপিত সিস্টেম নির্ভরযোগ্যতা অনুমতি দেয়.

উপরন্তু, SiC ওয়েফারগুলি গ্যালিয়াম নাইট্রাইডের উপস্তর হিসাবে ব্যবহার করা হয় (GaN) উচ্চ-ইলেক্ট্রন-মোবিলিটি ট্রানজিস্টরে এপিটাক্সি (HEMTs), উভয় ওয়াইড-ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টরের সুবিধাগুলিকে একীভূত করা.

4.2 পারমাণবিক, মহাকাশ, এবং অপটিক্যাল যন্ত্রপাতি

পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে, SiC দুর্ঘটনা-সহনশীল জ্বালানী ক্ল্যাডিংয়ের একটি মূল উপাদান, যেখানে এর নিউট্রন শোষণ ক্রস-সেকশন কমে যায়, বিকিরণ প্রতিরোধের, এবং উচ্চ-তাপমাত্রা কঠোরতা নিরাপত্তা এবং নিরাপত্তা এবং দক্ষতা উন্নত করে.

মহাকাশে, SiC ফাইবার-রিইনফোর্সড কম্পোজিটগুলি তাদের লাইটওয়েট এবং তাপীয় স্থিতিশীলতার জন্য জেট ইঞ্জিন এবং হাইপারসনিক গাড়িতে ব্যবহৃত হয়.

উপরন্তু, অতি-মসৃণ SiC আয়নাগুলি তাদের উচ্চ কঠোরতা-থেকে-ঘনত্ব অনুপাতের ফলস্বরূপ পূর্ববর্তী টেলিস্কোপ ব্যবহার করা হয়, তাপীয় স্থিতিশীলতা, এবং সাব-ন্যানোমিটার রুক্ষতা পলিশযোগ্যতা.

সংক্ষেপে, সিলিকন কার্বাইড সিরামিক আধুনিক উন্নত উপকরণের মূল পাথরের জন্য দাঁড়ায়, অসামান্য যান্ত্রিক সমন্বয়, তাপ, এবং ডিজিটাল বৈশিষ্ট্য.

পলিটাইপের নির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ সহ, মাইক্রোস্ট্রাকচার, এবং হ্যান্ডলিং, শক্তিতে প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন সক্ষম করতে SiC অবশেষ, পরিবহন, এবং চরম সেটিং ইঞ্জিনিয়ারিং.

5. সরবরাহকারী

TRUNNANO ওভার সহ গোলাকার টংস্টেন পাউডার সরবরাহকারী 12 ন্যানো-বিল্ডিং শক্তি সংরক্ষণ এবং ন্যানো প্রযুক্তি উন্নয়নে বছরের অভিজ্ঞতা. এটি ক্রেডিট কার্ডের মাধ্যমে অর্থপ্রদান গ্রহণ করে, টি/টি, ওয়েস্ট ইউনিয়ন এবং পেপ্যাল. Trunnano FedEx এর মাধ্যমে বিদেশী গ্রাহকদের কাছে পণ্য পাঠাবে, ডিএইচএল, বায়ু দ্বারা, বা সমুদ্রপথে. আপনি যদি স্ফেরিক্যাল টংস্টেন পাউডার সম্পর্কে আরও জানতে চান, অনুগ্রহ করে আমাদের সাথে যোগাযোগ করুন এবং একটি তদন্ত পাঠান([email protected]).
ট্যাগ: সিলিকন কার্বাইড সিরামিক,সিলিকন কার্বাইড সিরামিক পণ্য, শিল্প সিরামিক

সমস্ত নিবন্ধ এবং ছবি ইন্টারনেট থেকে প্রাপ্ত. কোন কপিরাইট সমস্যা আছে, মুছে ফেলার সময় আমাদের সাথে যোগাযোগ করুন.

আমাদের তদন্ত