সিলিকন কার্বাইড ক্রুসিবল: উচ্চ-তাপমাত্রার উপাদান প্রক্রিয়াকরণ সিরামিক ক্রুসিবল সক্ষম করা

1. উপাদান বাসস্থান এবং কাঠামোগত অখণ্ডতা

1.1 সিলিকন কার্বাইডের অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্য

(সিলিকন কার্বাইড ক্রুসিবল)

সিলিকন কার্বাইড (SiC) একটি সমযোজী সিরামিক পদার্থ যা একটি টেট্রাহেড্রাল ল্যাটিসওয়ার্ক কাঠামোতে সেট করা সিলিকন এবং কার্বন পরমাণু দ্বারা গঠিত, ওভারে প্রধানত বিদ্যমান 250 পলিটাইপিক প্রকার, 6H সহ, 4এইচ, এবং 3C হল সবচেয়ে উপযুক্ত এক.

এর কঠিন দিকনির্দেশক বন্ধন ব্যতিক্রমী কঠোরতা প্রদান করে (মোহস ~ 9.5), উচ্চ তাপ পরিবাহিতা (80– 120 W/(m · K )বিশুদ্ধ নির্জন স্ফটিক জন্য), এবং চিত্তাকর্ষক রাসায়নিক জড়তা, এটি গুরুতর বায়ুমণ্ডলের জন্য সবচেয়ে শক্তিশালী উপকরণগুলির মধ্যে একটি তৈরি করে.

বড় ব্যান্ডগ্যাপ (2.9– 3.3 eV) ঘরের তাপমাত্রার স্তরে ব্যতিক্রমী বৈদ্যুতিক নিরোধক এবং বিকিরণ ক্ষতির উচ্চ প্রতিরোধ নিশ্চিত করে, যখন তার তাপ বৃদ্ধি সহগ হ্রাস (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ কে) ব্যতিক্রমী তাপ শক প্রতিরোধের অবদান.

এই অভ্যন্তরীণ বৈশিষ্ট্যগুলিকে অতিক্রম করা তাপমাত্রায়ও সংরক্ষণ করা হয় 1600 °সে, SiC-কে গলিত স্টিলের দীর্ঘায়িত সরাসরি এক্সপোজারের অধীনে স্থাপত্যের অখণ্ডতা রক্ষা করার অনুমতি দেওয়া, ধরনের, এবং প্রতিক্রিয়াশীল গ্যাস.

অক্সাইড চীনামাটির বাসন যেমন অ্যালুমিনা থেকে ভিন্ন, SiC কার্বনের সাথে সহজে সাড়া দেয় না বা পরিবেশকে ন্যূনতম করার জন্য লো-গলিত ইউটেকটিক টাইপ করে না, ধাতুবিদ্যা এবং সেমিকন্ডাক্টর হ্যান্ডলিং একটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা.

যখন crucibles মধ্যে গড়া– অন্তর্ভুক্ত এবং উষ্ণতা উপকরণ তৈরি জাহাজ– SiC কোয়ার্টজ মত ঐতিহ্যগত উপকরণ অতিক্রম, গ্রাফাইট, এবং আয়ু এবং প্রক্রিয়া অখণ্ডতা উভয় ক্ষেত্রেই অ্যালুমিনা.

1.2 মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং যান্ত্রিক নিরাপত্তা

SiC crucibles এর কর্মক্ষমতা তাদের মাইক্রোস্ট্রাকচারের সাথে সাবধানে আবদ্ধ, যা উৎপাদন পদ্ধতি এবং ব্যবহৃত sintering উপাদানের উপর নির্ভর করে.

অবাধ্য-গ্রেড crucibles সাধারণত প্রতিক্রিয়া বন্ধন ব্যবহার করে উত্পাদিত হয়, যেখানে ছিদ্রযুক্ত কার্বন প্রিফর্ম তরল সিলিকন দিয়ে অনুপ্রবেশ করা হয়, প্রতিক্রিয়া Si এর মাধ্যমে β-SiC গঠন করা(l) + গ(s) → SiC(s).

এই প্রক্রিয়াটি অবশিষ্ট খরচ-মুক্ত সিলিকন সহ প্রাথমিক SiC এর একটি যৌগিক কাঠামো তৈরি করে (5– 10%), যা তাপ পরিবাহিতা বাড়ায় কিন্তু ব্যবহার সীমাবদ্ধ করতে পারে 1414 °সে(সিলিকনের গলে যাওয়া ফ্যাক্টর).

বিপরীতভাবে, বোরন এবং কার্বন বা অ্যালুমিনা-ইট্রিয়া অ্যাডিটিভ ব্যবহার করে সলিড-স্টেট বা লিকুইড-ফেজ সিন্টারিংয়ের মাধ্যমে সম্পূর্ণ সিন্টার করা SiC ক্রুসিবল তৈরি করা হয়, কাছাকাছি-তাত্ত্বিক ঘনত্ব এবং বৃহত্তর বিশুদ্ধতা অর্জন.

এইগুলি উচ্চতর ক্রীপ রেজিস্ট্যান্স এবং অক্সিডেশন সুরক্ষা প্রদর্শন করে তবে বড় আকারে তৈরি করা আরও ব্যয়বহুল এবং কঠিন.

( সিলিকন কার্বাইড ক্রুসিবল)

সূক্ষ্ম দানাদার, sintered SiC এর ইন্টারলেসিং মাইক্রোস্ট্রাকচার তাপীয় ক্লান্তি এবং যান্ত্রিক বিচ্ছিন্নতার ব্যতিক্রমী প্রতিরোধ প্রদান করে, তরল সিলিকন পরিচালনা করার সময় গুরুত্বপূর্ণ, জার্মেনিয়াম, বা ক্রিস্টাল বিকাশ পদ্ধতিতে III-V যৌগ.

শস্য সীমানা নকশা, দ্বিতীয় পর্যায়ে এবং porosity নিয়ন্ত্রণ সহ, চক্রীয় উত্তাপ এবং আক্রমনাত্মক রাসায়নিক পরিবেশের অধীনে দীর্ঘস্থায়ী দৃঢ়তা প্রতিষ্ঠায় একটি অপরিহার্য ফাংশন পালন করে.

2. তাপীয় কর্মক্ষমতা এবং পরিবেশগত প্রতিরোধ

2.1 তাপ পরিবাহিতা এবং উষ্ণ বিতরণ

SiC crucibles এর একটি সংজ্ঞায়িত সুবিধা হল তাদের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, যা উচ্চ-তাপমাত্রা হ্যান্ডলিং জুড়ে দ্রুত এবং অভিন্ন উষ্ণ স্থানান্তরের অনুমতি দেয়.

ইন্টিগ্রেটেড সিলিকার মতো কম পরিবাহিতা পণ্যের বিপরীতে (1– 2 W/(m · K)), SiC দক্ষতার সাথে ক্রুসিবল প্রাচীর জুড়ে তাপ শক্তি ছড়িয়ে দেয়, স্থানীয় হট স্পট এবং তাপীয় গ্রেডিয়েন্ট কমানো.

ফটোভোলটাইকের জন্য মাল্টিক্রিস্টালাইন সিলিকনের দিকনির্দেশক দৃঢ়করণের মতো প্রক্রিয়াগুলিতে এই সাদৃশ্যটি প্রয়োজনীয়, যেখানে তাপমাত্রা স্তরের একজাতীয়তা সরাসরি স্ফটিক উচ্চ গুণমান এবং ত্রুটি পুরুত্বকে প্রভাবিত করে.

উচ্চ পরিবাহিতা এবং হ্রাস তাপীয় সম্প্রসারণের মিশ্রণ একটি ব্যতিক্রমী উচ্চ তাপীয় শক মানদণ্ড সৃষ্টি করে (R=k(1 - n)a/ p), SiC ক্রুসিবলকে দ্রুত বাড়ির গরম বা শীতল চক্র জুড়ে ক্র্যাকিং প্রতিরোধী করে তোলে.

এটি দ্রুত হিটিং সিস্টেম র‌্যাম্প হারের জন্য অনুমতি দেয়, উন্নত থ্রুপুট, এবং ক্রুসিবল ব্যর্থতার ফলে ডাউনটাইম হ্রাস পেয়েছে.

তাছাড়া, উল্লেখযোগ্য ধ্বংস ছাড়াই বারবার তাপীয় বাইক চালানোর জন্য উপাদানটির ক্ষমতা উপরে চলমান বাণিজ্যিক হিটারগুলিতে সেট প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত করে তোলে 1500 °সে.

2.2 জারণ এবং রাসায়নিক সামঞ্জস্য

বায়ুতে উচ্চ তাপমাত্রার স্তরে, SiC সহজ জারণ মাধ্যমে যায়, নিরাকার সিলিকার একটি প্রতিরক্ষামূলক স্তর গঠন (SiO দুই) এর পৃষ্ঠে: SiC + 3/2 O ₂ → SiO TWO + CO.

এই চকচকে স্তর উচ্চ তাপমাত্রায় ঘনীভূত হয়, একটি প্রসারণ বাধা হিসাবে কাজ করে যা আরও জারণকে ধীর করে দেয় এবং অন্তর্নিহিত সিরামিক কাঠামোকে রক্ষা করে.

তবে, ক্রমবর্ধমান পরিবেশে বা ভ্যাকুয়াম অবস্থায়– অর্ধপরিবাহী এবং ইস্পাত পরিশোধন স্বাভাবিক– জারণ দমন করা হয়, এবং SiC রাসায়নিকভাবে স্থির বনাম গলিত সিলিকন হতে চলেছে, হালকা ওজনের অ্যালুমিনিয়াম, এবং বেশ কিছু স্ল্যাগ.

এটি তরল সিলিকন পর্যন্ত দ্রবীভূতকরণ এবং প্রতিক্রিয়া প্রতিরোধ করে 1410 °সে, যদিও বর্ধিত এক্সপোজারের ফলে ছোট কার্বন পিক-আপ বা ইন্টারফেস রুক্ষ হয়ে যেতে পারে.

গুরুত্বপূর্ণভাবে, SiC সূক্ষ্ম গলে ধাতব দূষণ উপস্থাপন করে না, ইলেকট্রনিক-গ্রেড সিলিকন উৎপাদনের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োজন যেখানে Fe দ্বারা দূষণ, কু, অথবা Cr কে ppb লেভেলের নিচে রাখতে হবে.

তবে, ক্ষারীয় আর্থ ধাতু বা খুব প্রতিক্রিয়াশীল অক্সাইড প্রক্রিয়াকরণের সময় যত্ন নেওয়া উচিত, যেহেতু কেউ কেউ তীব্র তাপমাত্রার স্তরে SiC পরতে পারে.

3. উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং গুণমান নিয়ন্ত্রণ

3.1 নির্মাণ পদ্ধতি এবং মাত্রিক নিয়ন্ত্রণ

SiC crucibles উত্পাদন শেপিং অন্তর্ভুক্ত, শুকানো, এবং উচ্চ-তাপমাত্রা সিন্টারিং বা সিপেজ, প্রয়োজনীয় বিশুদ্ধতা উপর ভিত্তি করে বাছাই কৌশল সঙ্গে, আকার, এবং আবেদন.

সাধারণ তৈরির কৌশলগুলির মধ্যে আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং অন্তর্ভুক্ত, এক্সট্রুশন, এবং স্লাইড স্প্রেডিং, প্রতিটি অফার করে ভিন্ন মাত্রার মাত্রাগত নির্ভুলতা এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারাল অভিন্নতা.

সোলার ইনগট স্প্রেডিং ব্যবহার করা বড় crucibles জন্য, আইসোস্ট্যাটিক টিপে দেওয়ালের পৃষ্ঠের বেধ এবং বেধ নিশ্চিত করে, অসম তাপ বৃদ্ধি এবং ব্যর্থতার হুমকি হ্রাস.

প্রতিক্রিয়া-বন্ধন SiC (আরবিএসসি) ক্রুসিবলগুলি সাশ্রয়ী মূল্যের এবং সাধারণত ফাউন্ড্রি এবং সোলার মার্কেটে ব্যবহৃত হয়, যদিও পুনরাবৃত্তি সিলিকন সীমাবদ্ধতা সর্বোচ্চ সমাধান তাপমাত্রা.

Sintered SiC (এসএসআইসি) সংস্করণ, যখন অতিরিক্ত ব্যয়বহুল, উল্লেখযোগ্য বিশুদ্ধতা চুক্তি, দৃঢ়তা, এবং রাসায়নিক ধর্মঘট প্রতিরোধ, উচ্চ-মূল্যের অ্যাপ্লিকেশন যেমন GaAs বা InP ক্রিস্টাল ডেভেলপমেন্টের জন্য উপযুক্ত করে তোলে.

সিন্টারিং এর পরে নির্ভুলতা যন্ত্রের আঁটসাঁট প্রতিরোধ অর্জনের জন্য বলা যেতে পারে, বিশেষ করে খাড়া ঢাল ফ্রিজে ব্যবহার করা crucibles জন্য (ভিজিএফ) বা Czochralski (সিজেড) সিস্টেম.

সারফেস এরিয়া ফিনিশিং ত্রুটিগুলির জন্য নিউক্লিয়েশন সাইটগুলি কমাতে এবং ছড়িয়ে পড়ার সময় মসৃণ গলিত প্রবাহ নিশ্চিত করতে গুরুত্বপূর্ণ.

3.2 গুণমান নিয়ন্ত্রণ এবং দক্ষতা যাচাইকরণ

প্রয়োজনীয় অপারেশনাল অবস্থার অধীনে SiC ক্রুসিবলের নির্ভরযোগ্যতা এবং দীর্ঘ জীবন নিশ্চিত করার জন্য কঠোর মানের নিশ্চয়তা গুরুত্বপূর্ণ.

অ-ধ্বংসাত্মক বিশ্লেষণ কৌশল যেমন অতিস্বনক স্ক্রীনিং এবং এক্স-রে টমোগ্রাফি ভিতরের বিভাজন চিহ্নিত করতে ব্যবহার করা হয়, স্পেস, বা বেধ বৈচিত্র্য.

XRF বা ICP-MS ব্যবহার করে রাসায়নিক বিশ্লেষণ ধাতব দূষণের কম ডিগ্রি নিশ্চিত করে, যখন তাপ পরিবাহিতা এবং নমনীয় শক্তি পণ্যের সামঞ্জস্যতা যাচাই করার জন্য নির্ধারিত হয়.

ক্রুসিবলগুলি প্রায়শই সম্ভাব্য ব্যর্থতার মোড নির্ধারণের জন্য প্রসবের আগে সিমুলেটেড থার্মাল সাইক্লিং পরীক্ষা করা হয়.

সেট ট্রেসেবিলিটি এবং স্বীকৃতি সেমিকন্ডাক্টর এবং অ্যারোস্পেস সাপ্লাই চেইনে সাধারণ, যেখানে উপাদানের ব্যর্থতা দামী উৎপাদন ক্ষতির কারণ হতে পারে.

4. অ্যাপ্লিকেশন এবং প্রযুক্তিগত প্রভাব

4.1 সেমিকন্ডাক্টর এবং ফটোভোলটাইক ইন্ডাস্ট্রিজ

সিলিকন কার্বাইড ক্রুসিবলগুলি মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্স এবং সৌর কোষ উভয়ের জন্য উচ্চ-বিশুদ্ধতার সিলিকন তৈরিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে.

মাল্টিক্রিস্টালাইন ফটোভোলটাইক ইনগটগুলির জন্য দিকনির্দেশক দৃঢ়করণ চুল্লিগুলিতে, বড় SiC crucibles তরল সিলিকনের জন্য প্রাথমিক ধারক হিসাবে কাজ করে, তাপমাত্রার মাত্রা ধরে রাখা 1500 অসংখ্য চক্রের জন্য ° সে.

তাদের রাসায়নিক জড়তা দূষণ বন্ধ করে, যখন তাদের তাপীয় নিরাপত্তা সুসংগত দৃঢ়ীকরণ ফ্রন্ট নিশ্চিত করে, কম ভুল স্থান এবং শস্য সীমানা সহ উচ্চ মানের ওয়েফারের দিকে পরিচালিত করে.

কিছু নির্মাতারা অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠের অংশে সিলিকন নাইট্রাইড বা সিলিকা দিয়ে প্রলেপ দেয় অতিরিক্ত বন্ধন কমাতে এবং ঠান্ডা হওয়ার পরে ইনগট মুক্ত করার সুবিধার্থে.

যৌগিক সেমিকন্ডাক্টরের গবেষণা-স্কেল Czochralski বৃদ্ধিতে, ছোট আকারের SiC ক্রুসিবলগুলি GaAs গলানোর জন্য ব্যবহার করা হয়, InSb, অথবা CdTe, যেখানে প্রান্তিক প্রতিক্রিয়াশীলতা এবং মাত্রিক নিরাপত্তা গুরুত্বপূর্ণ.

4.2 ধাতুবিদ্যা, কারখানা, এবং উদীয়মান প্রযুক্তি

সেমিকন্ডাক্টর ছাড়িয়ে, SiC crucibles ইস্পাত পরিশোধন অপরিহার্য, খাদ প্রস্তুতি, এবং অ্যালুমিনিয়াম জড়িত পরীক্ষাগার-স্কেল গলানোর পদ্ধতি, তামা, এবং বিরল-পৃথিবীর উপাদান.

থার্মাল শক এবং ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য তাদের ফাউন্ড্রিতে আনয়ন এবং প্রতিরোধের হিটিং সিস্টেমের জন্য উপযুক্ত করে তোলে, যেখানে তারা বিভিন্ন চক্র দ্বারা গ্রাফাইট এবং অ্যালুমিনা বিকল্পগুলিকে ছাড়িয়ে যায়.

প্রতিক্রিয়াশীল ধাতু সংযোজন উত্পাদন, ক্রুসিবল ত্রুটি এবং দূষণ রোধ করতে SiC পাত্রে ভ্যাকুয়াম ক্লিনার ইন্ডাকশন গলে ব্যবহার করা হয়.

উদ্ভূত অ্যাপ্লিকেশন গলিত লবণ সক্রিয়কারী এবং ফোকাস সৌর শক্তি সিস্টেম গঠিত, যেখানে SiC জাহাজে তাপ শক্তি সঞ্চয়ের জন্য উচ্চ-তাপমাত্রার লবণ বা তরল ধাতু অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে.

sintering উদ্ভাবন এবং আবরণ নকশা ক্রমাগত উন্নয়ন সঙ্গে, SiC crucibles পরবর্তী প্রজন্মের উপকরণ প্রক্রিয়াকরণ সমর্থন করার জন্য প্রস্তুত করা হয়, ক্লিনারের জন্য এটি সম্ভব করে তোলে, অনেক বেশি দক্ষ, এবং মাপযোগ্য বাণিজ্যিক তাপ ব্যবস্থা.

সংক্ষেপে, সিলিকন কার্বাইড ক্রুসিবল উচ্চ-তাপমাত্রা পণ্য সংশ্লেষণে একটি সমালোচনামূলক অনুমতি প্রযুক্তির প্রতিনিধিত্ব করে, উল্লেখযোগ্য তাপ সমন্বয়, যান্ত্রিক, এবং একটি একক প্রকৌশলী অংশে রাসায়নিক দক্ষতা.

অর্ধপরিবাহী জুড়ে তাদের প্রচলিত গ্রহণ, সৌর, এবং ধাতুবিদ্যা শিল্প সমসাময়িক বাণিজ্যিক চীনামাটির বাসনগুলির ভিত্তি হিসাবে তাদের কর্তব্যকে হাইলাইট করে.

5. বিক্রেতা

অক্টোবরে প্রতিষ্ঠিত উন্নত সিরামিক 17, 2012, গবেষণা এবং উন্নয়নের জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ একটি উচ্চ প্রযুক্তির উদ্যোগ, উত্পাদন, প্রক্রিয়াকরণ, সিরামিক আপেক্ষিক উপকরণ এবং পণ্য বিক্রয় এবং প্রযুক্তিগত সেবা. আমাদের পণ্য বোরন কার্বাইড সিরামিক পণ্য অন্তর্ভুক্ত কিন্তু সীমাবদ্ধ নয়, বোরন নাইট্রাইড সিরামিক পণ্য, সিলিকন কার্বাইড সিরামিক পণ্য, সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক পণ্য, জিরকোনিয়াম ডাই অক্সাইড সিরামিক পণ্য, ইত্যাদি. আপনি আগ্রহী হলে, আমাদের সাথে যোগাযোগ বিনা দ্বিধায় দয়া করে.
ট্যাগ: সিলিকন কার্বাইড ক্রুসিবল, সিলিকন কার্বাইড সিরামিক, সিলিকন কার্বাইড সিরামিক ক্রুসিবল

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

আমাদের তদন্ত