1. Silizio Karburoaren Kristal Egitura eta Politipismoa
1.1 Politipo kubikoak eta hexagonalak: 3C-tik 6H-ra eta Iragana
(Silizio Karburoa Zeramika)
Silizio karburoa (SiC) silizioz eta karbono atomoz osaturiko zeramika kobalentez, sinkronizazio tetraedrikoan ezarria da., materialen zientzian politipismo-sistema konplexuenetako bat sortzea.
Kristal-esparru egonkorra duten zeramika asko ez bezala, SiC baino gehiago existitzen da 250 politipo ezagunak– Si-C bi geruza hurbilen pilaketa-sekuentzia desberdinak c ardatzean zehar– 3C-SiC kubikotik desberdina (gainera, β-SiC deitzen zaio) 6H-SiC hexagonalera eta 15R-SiC erronboedrikora.
Diseinu-aplikazioetan erabiltzen diren politipo ohikoenetako bat 3C dira (kubikoa), 4H, eta 6H (biak hexagonalak), bakoitzak banda elektronikoko egitura eta eroankortasun termiko desberdinak erakusten ditu.
3C-SiC, bere zink blendaren markoarekin, du bandarik estuena (~ 2.3 eV) eta erreminta erdieroaleetarako siliziozko substratuetan zabaldu ohi da, berriz, 4H-SiC-k elektroi malgutasun nabarmena eskaintzen du eta potentzia handiko gailu elektronikoetarako hobesten da.
Si-ren lotura kobalente solidoa eta norabide-izaera– C loturak aparteko sendotasuna ematen du, segurtasun termikoa, eta irristaketa eta eraso kimikoekiko erresistentzia, SiC muturreko inguruneko aplikazioetarako aproposa bihurtuz.
1.2 Gaiak, Dopina, eta Egoitza Digitala
Bere egitura korapilatsua gorabehera, SiC dopatu daiteke n motako eta p motako eroankortasuna lortzeko, gailu erdieroaleetan erabiltzeko aukera emanez.
Nitrogenoa eta fosforoa kutsatzaile laguntzaile gisa balio dute, elektroiak zuzenean transmisio-bandan sartuz, pisu arineko aluminioa eta boroa, berriz, onartzaile gisa lan egiten dute, balentzia-bandan zuloak sortuz.
Hala ere, p motako dopinaren eraginkortasuna aktibazio-ahalmen handiek mugatzen dute, batez ere 4H-SiC-n, tresna bipolarren diseinurako oztopoak jartzen dituena.
Jatorrizko akatsak, hala nola torlojuak okerrak, mikrotutuak, eta pilatze-akatsek erreminta errendimendua ahuldu dezakete birkonbinazio-instalazio edo ihes-ikastaro gisa jokatuz, aplikazio elektronikoetarako goi mailako kristal bakarreko garapena eskatzen duena.
Bandgap zabala (2.3– 3.3 eV politipoaren arabera), hutsegite handiko eremu elektrikoa (~ 3 MV/cm), eta eroankortasun termiko bikaina (~ 3– 4 W/m · K 4H-SiC-rako) egin SiC silizioa baino askoz handiagoa tenperatura altukoetan, goi-tentsioa, eta maiztasun handiko potentzia-elektronika.
2. Manipulazioa eta Mikroegituraren Diseinua
( Silizio Karburoa Zeramika)
2.1 Sinterizazio eta dentsifikazio teknikak
Silizio-karburoa dentsifikatzeko zaila da bere lotura kobalente sendoa eta autodifusio-koefiziente murrizteagatik., prozesatzeko teknika berritzaileak behar ditu dentsitate osoa gehigarririk gabe edo sinterizazio laguntza oso txikiarekin.
SiC hauts submikronikoen presiorik gabeko sinterizazioa egingarria da boroa eta karbonoa hobetuz., dentsifikazioa sustatzen dutenak oxido-geruzak ezabatuz eta egoera solidoko difusioa hobetuz.
Bultzatze epelak presio uniaxiala aplikatzen du etxeko berokuntzan, dentsifikazio osoa ahalbidetuz tenperatura maila murriztuetan (~ 1800– 2000 °C )eta ale finak sortzen, erresistentzia handiko osagaiak gailuak murrizteko eta piezak jartzeko aproposa.
Forma handi edo konplikatuetarako, erantzun-lotura erabiltzen da, non karbono-preforma porotsuak silizio urtuarekin sartzen diren ~-an 1600 °C, β-SiC in situ sortuz uzkurtze marjinalarekin.
Hala ere, hondar kosturik gabeko silizioa (~ 5– 10%) mikroegituran geratzen da, goian tenperatura altuko eraginkortasuna eta oxidazio erresistentzia mugatuz 1300 °C.
2.2 Ekoizpen gehigarria eta Near-Net-Shape Fabrikazioa
Fabrikazio gehigarrian gaur egungo aurrerapenak (AM), zehazki, aglutinatzaileen zorrotada eta estereolitografia SiC hautsak edo polimero prezeramikazkoak erabiliz, lehen planteamendu konbentzionalekin lorezinak diren geometria korapilatsuak fabrikatzea ahalbidetzen du.
Polimerotik eratorritako zeramikaz (PDC) ibilbideak, SiC fluidoaren aitzindariak 3D inprimaketaren bidez eratzen dira eta gero pirolizatzen dira berotan SiC amorfo edo nanokristalinoa sortzeko., normalean dentsifikazio gehiago behar dute.
Teknika hauek mekanizazio prezioak eta produktuen hondakinak murrizten dituzte, SiC aeroespazialerako askoz eskuragarriagoa izatea, nuklearra, eta trukagailu epeleko aplikazioak, non diseinu konplexuak eraginkortasuna hobetzen duten.
Prozesatzeko ondorengo ekintzak, hala nola lurrun kimikoen infiltrazioa (CVI) edo silizio fluidoen isurketa (LSI) batzuetan dentsitatea eta egonkortasun mekanikoa hobetzeko erabiltzen dira.
3. Mekanikoa, Termikoak, eta Ingurumen Eraginkortasuna
3.1 Indarra, Gogortasuna, eta Erabili Erresistentzia
Silizio karburoa produkturik gogorrenen artean kokatzen da, ~-ko Mohsen sendotasunarekin 9.5 eta Vickers irmotasuna gaindituz 25 Batez besteko kalifikazioa, urraduraren aurrean oso immunitate bihurtuz, desegitea, eta arraspatzea.
Bere malgutasun-indarra, oro har, bitartekoa da 300 to 600 MPa, prozesatzeko ikuspegian eta alearen tamainan oinarrituz, eta tenperaturetan gogortasuna mantentzen du 1400 ° C giro geldoetan.
Haustura-indarra, apala berriz (~ 3– 4 MPa · m 1./ BI), nahikoa da arkitektura aplikazio askotarako, zehazki, matrize zeramikazko konpositeetan zuntz-euskarriarekin integratzen denean (CMCak).
SiC-n oinarritutako CMCak turbinaren paletan erabiltzen dira, erregailuaren estalkiak, eta balazta sistemak, non pisu-kostuak aurrezten dituzten, gasaren eraginkortasuna, eta baliokide metalikoen gainetik zerbitzu-bizitza luzea.
Higadura-erresistentzia paregabeak SiC zigiluetarako ezin hobea da, errodamenduak, ponpa elementuak, eta ezkutu balistikoa, muturreko karga mekanikoaren pean sendotasuna funtsezkoa den.
3.2 Eroankortasun termikoa eta oxidazio-segurtasuna
SiC-ren etxebizitza edo merkataritzako propietate erabilgarrienetako bat bere eroankortasun termiko handia da– gutxi gorabehera 490 W/m · K 4H-SiC kristal bakarrerako eta ~ 30– 120 W/m · K mota polikristalinoetarako– metal asko baino haratago joanez eta beroa xahutze eraginkorra ahalbidetuz.
Etxebizitza hau garrantzitsua da potentzia elektronikan, non SiC gailuek askoz hondakin bero gutxiago sortzen dute eta silizioan oinarritutako tramankuluek baino potentzia dentsitate handiagoarekin exekutatu dezakete.
Oxidazio-inguruneetan tenperatura maila altuetan, SiC-k silize babesgarria sortzen du (SiO₂) oxidazio gehigarria murrizten duen geruza, ~ bezain sendotasun ekologiko ona eskainiz 1600 °C.
Hala ere, ur-lurrunetan aberatsak diren atmosferatan, geruza hori Si gisa hegazkorra izan daiteke(Oh)₄, degradazio bizkortua eraginez– funtsezko erronka bat gas-turbinen aplikazioetan.
4. Energiaren aplikazio aurreratuak, Gailu Elektronikoak, eta Aeroespaziala
4.1 Potentziako gailu elektronikoak eta erdieroaleen tresnak
Silizio karburoak potentzia-elektronika eraldatu du Schottky diodoak bezalako tramankuluak posible eginez, MOSFETak, eta tentsio handiagoetan funtzionatzen duten JFETak, maiztasunak, eta tenperatura silizioak baino.
Tresna hauek ibilgailu elektrikoetan energia-galerak murrizten dituzte, energia berriztagarrien inbertsoreak, eta motor elektriko komertzialak, energia-eraginkortasun globalaren hobekuntzak gehitzea.
Bidegurutze-tenperatura-mailetan gora egiteko gaitasuna 200 ° C-k hozte-sistema erraztuak eta sistemaren fidagarritasuna handitzea ahalbidetzen du.
Gainera, SiC obleak galio nitrurorako substratu gisa erabiltzen dira (GaN) epitaxia elektroi-mugikortasun handiko transistoreetan (HEMTak), banda zabaleko erdieroaleen abantailak integratuz.
4.2 Nuklearra, Aeroespaziala, eta Ekipamendu Optikoak
Zentral atomikoetan, SiC istripuei aurre egiteko erregaien estalduraren funtsezko elementua da, non bere neutroien xurgapen murriztuaren zeharkako sekzioa, erradiazio erresistentzia, eta tenperatura altuko gogortasunak segurtasuna eta segurtasuna eta eraginkortasuna hobetzen ditu.
Aeroespazialean, SiC zuntzez indartutako konpositeak jet-motorretan eta auto hipersonikoetan erabiltzen dira, egonkortasun arin eta termikoagatik..
Gainera, SiC ispilu ultraleunak teleskopioen aurretik erabiltzen dira, zurruntasun eta dentsitate proportzio altuaren ondorioz., egonkortasun termikoa, eta leungarritasuna azpinanometroko zimurtasunera.
Laburbilduz, silizio karburozko zeramikak material aurreratu modernoen giltzarri dira, mekaniko bikaina konbinatuz, termikoa, eta propietate digitalak.
Politipoaren kontrol espezifikoarekin, mikroegitura, eta manipulazioa, SiC geratzen da boterean berrikuntza teknologikoak ahalbidetzeko, garraioa, eta muturreko ezarpenen ingeniaritza.
5. Hornitzailea
TRUNNANO Tungsteno Hauts Esferikoaren hornitzailea da 12 urteko esperientzia nanoeraikuntza energiaren kontserbazioan eta nanoteknologiaren garapenean. Kreditu txartelaren bidezko ordainketa onartzen du, T/T, West Union eta Paypal. Trunnanok atzerriko bezeroei produktuak bidaliko dizkie FedEx-en bidez, DHL, airez, edo itsasoz. Tungsteno-hauts esferikoari buruz gehiago jakin nahi baduzu, mesedez jar zaitez gurekin harremanetan eta bidali kontsulta bat([email protected]).
Etiketak: silizio karburozko zeramika,silizio karburo zeramikazko produktuak, industria zeramika
Artikulu eta irudi guztiak Internetetik datoz. Copyright-arazorik badago, mesedez jarri gurekin harremanetan ezabatzeko garaiz.
Kontsultatu iezaguzu