1. Egoitza materialak eta osotasun estrukturala
1.1 Silizio Karburoaren Berezko Ezaugarriak
(Silizio-karburozko arragoa)
Silizio karburoa (SiC) silizio eta karbono atomoz osatutako zeramikazko substantzia kobalentea da sare tetraedriko-esparru batean ezarrita., batez ere, baino gehiago 250 mota politipikoak, 6Hrekin, 4H, eta 3C egokienetako bat izanik.
Bere norabide-lotura sendoak aparteko gogortasuna ematen du (Mohs ~ 9.5), eroankortasun termiko handia (80– 120 W/(m · K )kristal bakarti hutsetarako), eta inertetasun kimiko ikusgarria, atmosfera larrietarako material sendoenetako bat bihurtuz.
Bandgap handia (2.9– 3.3 eV) Giro-tenperaturan aparteko isolamendu elektrikoa eta erradiazio-kalteekiko erresistentzia handia ziurtatzen du, bere hazkunde termiko koefiziente murriztua, berriz (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ K) shock termikoen erresistentzia paregabea lortzen laguntzen du.
Berezko propietate hauek haratago doazen tenperaturetan ere mantentzen dira 1600 °C, SiC-k osotasun arkitektonikoa zaintzeko aukera ematen dio altzairuak desizoztatzeko esposizio luze luzean, jatorra, eta gas erreaktiboak.
Oxidozko portzelanak ez bezala, alumina bezalakoak, SiC-k ez du erraz erantzuten karbonoarekin edo urtze baxuko eutektikoekin giroak minimizatzeko, abantaila garrantzitsua metalurgia eta erdieroaleen manipulazioan.
Arragoetan fabrikatzen denean– materialak barne eta berotzeko egindako ontziak– SiC-k kuartzoa bezalako material tradizionalak gainditzen ditu, grafitoa, eta alumina bizi-itxaropenean eta prozesuen osotasunean.
1.2 Mikroegitura eta Segurtasun Mekanikoa
SiC arragoen errendimendua arreta handiz lotzen da haien mikroegiturari, ekoizpen-metodoan eta erabilitako sinterizazio-osagaietan oinarritzen dena.
Erregogorra-mailako arragoa erantzun-lotura erabiliz ekoizten dira normalean, non karbono-preforma porotsuak silizio likidoarekin sartzen dira, β-SiC eratuz Si erantzunaren bidez(l) + C(s) → SiC(s).
Prozesu honek SiC primarioko egitura konposatu bat sortzen du kosturik gabeko hondar silizioarekin (5– 10%), horrek eroankortasun termikoa hobetzen du, baina erabilera mugatu dezake 1414 °C(silizioaren urtze-faktorea).
Alderantziz, erabat sinterizatutako SiC arragoa egoera solidoaren edo fase likidoko sinterizazioaren bidez egiten dira, boroa eta karbonoa edo alumina-itria gehigarriak erabiliz., dentsitate ia teorikoa eta garbitasun handiagoa lortuz.
Hauek erresistentzia handiagoa erakusten dute eta oxidazio-segurtasuna, baina garestiagoak eta gogorragoak dira tamaina handietan egiteko.
( Silizio-karburozko arragoa)
Ale fina, SiC sinterizatuaren gurutzatutako mikroegiturak agortze termikoaren eta desegite mekanikoarekiko erresistentzia paregabea eskaintzen du., kritikoa silizio likidoa manipulatzean, germanioa, edo III-V konposatuak kristalen garapen-prozeduretan.
Ale-ertzaren diseinua, bigarren faseen eta porositatearen kontrola barne, ezinbesteko funtzioa betetzen du beroketa ziklikoen eta ingurune kimiko erasokorren azpian sendotasun iraunkorra ezartzeko..
2. Errendimendu termikoa eta ingurumenarekiko erresistentzia
2.1 Eroankortasun termikoa eta banaketa epela
SiC arragoen abantailetako bat eroankortasun termiko handia da, horrek tenperatura altuko manipulazioan zehar bero-transferentzia azkarra eta uniformea ahalbidetzen du.
Silice integratua bezalako eroankortasun baxuko produktuen aldean (1– 2 W/(m · K)), SiC-k energia termikoa modu eraginkorrean barreiatzen du arragoaren horman zehar, lokalizatutako puntu beroak eta gradiente termikoak murriztea.
Harmonia hori beharrezkoa da fotovoltaikorako silizio kristal anitzeko solidotze norabideko prozesuetan, non tenperatura maila homogeneotasuna zuzenak kristalen kalitate handiko eta akatsen lodiera eragiten du.
Eroankortasun handiko eta hedapen termiko murriztuaren nahasketak shock termiko oso altua eragiten du (R = k(1 - n)a/ or), SiC arragoak pitzaduraren aurkako erresistenteak izatea etxeko berokuntza- edo hozte-ziklo azkarrean zehar.
Horri esker, berokuntza-sistemaren arrapala-tasa azkarragoak lortzen dira, errendimendua hobetu, eta geldialdi-denbora murriztu da arragoa huts egitearen ondorioz.
Gainera, materialak suntsipen handirik gabe errepikatutako bizikleta termikoari eusteko duen gaitasunak goian dauden berogailu komertzialetan prozesatzeko egokia da. 1500 °C.
2.2 Oxidazioa eta bateragarritasun kimikoa
Airearen tenperatura maila altuetan, SiC oxidazio erraza pasatzen da, silize amorfoaren babes-geruza bat osatuz (SiO BI) bere gainazalean: SiC + 3/2 O ₂ → SiO BI + CO.
Beiraztutako geruza hau tenperatura altuetan dentsifikatzen da, oxidazio gehiago moteltzen duen eta azpiko zeramikazko egitura babesten duen difusio-hesi gisa jokatzen du.
Hala ere, gutxitzen diren inguruneetan edo huts-baldintzetan– erdieroaleetan eta altzairu finketan ohikoa– oxidazioa ezabatzen da, eta SiC-k kimikoki egonkorra izaten jarraitzen du silizio urtuaren aldean, aluminiozko pisu arina, eta hainbat zepa.
Dissoluzioari eta erantzunari aurre egiten dio silizio likidoarekin 1410 °C, nahiz eta esposizio luzeak karbono bilketa txikia edo interfazearen zimurtzea eragin dezake.
Funtsezkoa, SiC-k ez du kutsadura metalikorik aurkezten fusio delikatuetan, kalitate elektronikoko silizioaren fabrikaziorako ezinbestekoa da Fe-ren kutsadura, Cu, edo Cr ppb mailen azpitik mantendu behar da.
Hala ere, kontuz ibili behar da metal lur alkalinoak edo oso sentikorrak diren oxidoak prozesatzen direnean, batzuek tenperatura-maila larrietan SiC higa dezaketelako.
3. Ekoizpen Prozesuak eta Kalitate Kontrola
3.1 Eraikuntza-metodoak eta dimentsio-kontrola
SiC arragoen ekoizpenak konformazioa barne hartzen du, lehortzea, eta tenperatura altuko sinterizazioa edo isurketa, eskatutako purutasunean oinarrituta hautatutako teknikekin, tamaina, eta aplikazioa.
Ohiko sorkuntza estrategien artean prentsa isostatikoa daude, estrusioa, eta diapositiba zabaltzea, bakoitzak dimentsio-zehaztasun eta mikroegitura-uniformitate maila desberdinak eskaintzen ditu.
Eguzki lingoteen zabaltzean erabiltzen diren arrago handietarako, Prentsa isostatikoak hormaren gainazaleko lodiera eta lodiera koherenteak ziurtatzen ditu, hazkunde termiko irregularraren eta porrotaren mehatxua gutxituz.
Erreakzio-loturako SiC (RBSC) arragoa merkeak dira eta burdinoletan eta eguzki-merkatuetan erabili ohi dira, silizio errepikakorrak disoluzio tenperatura maximoa murrizten badu ere.
SiC sinterizatua (SSiC) bertsioak, garestiak diren bitartean, garbitasun nabarmena jorratu, gogortasuna, eta kolpe kimikoarekiko erresistentzia, balio handiko aplikazioetarako egokiak bihurtuz GaAs edo InP kristalen garapenerako.
Sinterizatu ondoren zehaztasun mekanizatua eskatu daiteke erresistentzia estuak lortzeko, batez ere, malda zutik izoztean erabiltzen diren arragoetarako (VGF) edo Czochralski (CZ) sistemak.
Azalera akabera funtsezkoa da akatsen nukleazio guneak murrizteko eta hedapen osoan urtze-fluxu leuna bermatzeko..
3.2 Kalitate Kontrola eta Eraginkortasuna Balioztatzea
Kalitate-berme zorrotza garrantzitsua da SiC arragoen fidagarritasuna eta bizitza luzea bermatzeko baldintza operatiboetan.
Analisi ez suntsitzaileak diren teknikak, hala nola ultrasoinuen baheketa eta X izpien tomografia erabiltzen dira barne zatiketak antzemateko., espazioak, edo lodiera-aldaerak.
XRF edo ICP-MS erabiliz analisi kimikoak kutsadura metalikoen maila baxua baieztatzen du, eroankortasun termikoa eta malgutasun erresistentzia produktuaren koherentzia balioztatzeko zehazten dira, berriz.
Arragoak sarritan simulatutako ziklo termikoen azterketak egiten dituzte entregatu aurretik, hutsegite modu posibleak zehazteko.
Multzoen trazabilitatea eta akreditazioa ohikoak dira erdieroaleen eta aeroespazialen hornikuntza-kateetan, non osagaien hutsegiteak ekoizpen galerak ekar ditzake.
4. Aplikazioak eta Eragin Teknikoa
4.1 Erdieroaleak eta Industria Fotovoltaikoak
Silizio karburozko arragoek funtsezko zeregina dute purutasun handiko silizioaren fabrikazioan, bai mikroelektronikarako bai eguzki-zeluletarako.
Lingote fotovoltaiko kristal anitzeko solidotze-labeetan, SiC arrago handiek silizio likidotuaren edukiontzi nagusi gisa jokatzen dute, tenperatura-maila gainditzea 1500 ° C ziklo askotan.
Haien inertetasun kimikoak kutsadura geldiarazten du, haien segurtasun termikoak solidotze fronte koherenteak bermatzen dituen bitartean, desplazamendu eta ale-muga gutxiago dituzten kalitate handiagoko obleak lortzen dituzte.
Fabrikatzaile batzuek barne-azalera silizio nitruroz edo silizez estaltzen dute, lotura murrizteko eta hoztu ondoren lingotea askatzea errazteko..
Ikerketa-eskala Czochralski erdieroale konposatuen hazkundean, Tamaina txikiagoko SiC arragoak GaAs desizozteak eusteko erabiltzen dira, InSb, edo CdTe, non erreaktibotasun marjinala eta segurtasun dimentsiokoa funtsezkoak diren.
4.2 Metalurgia, Fabrika, eta Sortzen ari diren Teknologiak
Erdieroaleak harago, SiC arragoa ezinbestekoak dira altzairuaren finketan, aleazioen prestaketa, eta aluminioa inplikatzen duten laborategi-eskalako urtze-prozedurak, kobrea, eta lur arraroen elementuak.
Shock termikoaren eta higaduraren aurrean duten erresistentziari esker, burdinoletako indukzio- eta erresistentzia-berokuntza-sistemetarako egokiak dira, non grafitoaren eta aluminaren alternatibei hainbat zikloz gainditzen zaizkie.
Metal sentikorren fabrikazio gehigarrian, SiC ontziak xurgagailuaren indukzio-urtzeetan erabiltzen dira, arragoa gaizki funtzionatzen eta kutsatzen saihesteko..
Sortzen diren aplikazioak gatz urtutako aktibatzaileak eta eguzki-energia bideratuko sistemak dira, non SiC ontziek tenperatura altuko gatzak edo fluido metalikoak izan ditzakete energia termikoa biltegiratzeko.
Sinterizazioaren berrikuntzan eta estalduraren diseinuan etengabeko garapenekin, SiC arragoak hurrengo belaunaldiko materialen prozesamendurako prest daude, garbiago egitea posible eginez, askoz eraginkorragoa, eta sistema termiko komertzialak eskalagarriak.
Laburbilduz, silizio karburozko arragoa tenperatura altuko produktuen sintesian ahalbidetzen duen teknologia kritikoa da, termiko nabarmenak konbinatuz, mekanikoa, eta eraginkortasun kimikoa ingeniaritzako pieza bakarrean.
Haien adopzioa nagusi erdieroale osoan zehar, eguzkia, eta industria metalurgikoak gaur egungo portzelana komertzialen oinarri gisa duten betebeharra nabarmentzen du.
5. Saltzailea
Advanced Ceramics urrian sortu zen 17, 2012, ikerketa eta garapenarekin konprometitutako goi-teknologiako enpresa bat da, ekoizpena, prozesatzea, Zeramikazko material eta produktuen salmenta eta zerbitzu teknikoak. Gure produktuek boro karburo zeramikazko produktuak barne hartzen dituzte, Boro Nitruroa Zeramikazko Produktuak, Silizio karburo zeramikazko produktuak, Silizio nitruroa zeramikazko produktuak, Zirkonio dioxidoaren zeramikazko produktuak, etab. Interesatzen bazaizu, mesedez jar zaitez gurekin harremanetan.
Etiketak: Silizio-karburozko arragoa, Silizio Karburoa Zeramika, Silizio-karburoa zeramikazko arragoa
Artikulu eta irudi guztiak Internetetik datoz. Copyright-arazorik badago, mesedez jarri gurekin harremanetan ezabatzeko garaiz.
Kontsultatu iezaguzu