1. Àiteachan-còmhnaidh Stuthan agus Ionracas Structarail
1.1 Feartan bunaiteach de Silicon Carbide
(Crucibles Silicon Carbide)
Silicon carbide (SiC) Is e stuth ceirmeag covalent a tha air a dhèanamh suas de silicon agus atoman gualain a chaidh a stèidheachadh ann am frèam obair-lann tetrahedral, sa mhòr-chuid ann an còrr 250 seòrsaichean polytypic, le 6h, 4Tha H, agus 3C mar aon den fheadhainn as freagarraiche.
Tha an ceangal làidir stiùiridh aige a’ toirt seachad cruas air leth (Mohs ~ 9.5), giùlan teirmeach àrd (80– 120 W/(m · k )airson criostalan fìor-ghlan), agus neo-sheasmhachd cheimigeach drùidhteach, ga dhèanamh mar aon de na stuthan as làidire airson àileachdan cruaidh.
An còmhlan-ciùil mòr (2.9– 3.3 eV) a’ dèanamh cinnteach gu bheil insulation dealain air leth aig ìre teòthachd an t-seòmair agus gu mòr an aghaidh milleadh rèididheachd, fhad ‘s a tha an co-èifeachd fàis teirmeach lùghdaichte aige (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ K) a’ cur ri strì an aghaidh clisgeadh teirmeach air leth.
Tha na feartan gnèitheach sin air an gleidheadh cuideachd aig teòthachd nas fhaide air falbh 1600 °C, a’ ceadachadh SiC gus ionracas ailtireil a ghleidheadh fo bhith a’ nochdadh gu dìreach ri steels leaghaidh, math, agus gasaichean reactive.
Eu-coltach ri oxide porcelains leithid alumina, Chan eil SiC a’ freagairt gu furasta le carbon no seòrsa eutectics le leaghadh ìosal ann a bhith a’ lughdachadh àrainneachdan, buannachd chudromach ann an làimhseachadh metallurgical agus semiconductor.
Nuair a thèid a dhèanamh ann an crucibles– soithichean air an dèanamh gus stuthan a thoirt a-steach agus blàths– Tha SiC a’ dol thairis air stuthan traidiseanta leithid quartz, grafait, agus alumina an dà chuid ann an dùil-beatha agus iomlanachd phròiseas.
1.2 Microstructure agus tèarainteachd meacanaigeach
Tha coileanadh stuthan crucibles SiC ceangailte gu faiceallach ris a’ mhion-structar aca, a tha an urra ris an dòigh toraidh agus na grìtheidean sintering a thathar a’ cleachdadh.
Mar as trice bithear a’ toirt a-mach stuthan teothachaidh le bhith a’ cleachdadh ceangal freagairt, far a bheil preforms gualain porous air an toirt a-steach le silicon leaghte, a’ cruthachadh β-SiC tron fhreagairt Si(l) + c(s) → SiC(s).
Bidh am pròiseas seo a’ gineadh structar measgaichte de phrìomh SiC le silicon gun chosgais air fhàgail (5– 10%), a chuireas ri seoltachd teirmeach ach a dh’ fhaodadh casg a chuir air cleachdadh 1414 °C(am bàillidh leaghaidh de silicon).
Air an làimh eile, bithear a’ dèanamh crùisgean SiC gu tur sintered tro bhith a’ sintearachd le staid chruaidh no ìre leaghaidh a’ cleachdadh stuthan boron agus carbon no alumina-yttria., a’ faighinn dùmhlachd faisg air teòiridheach agus barrachd purrachd.
Tha iad sin a’ nochdadh barrachd strì an aghaidh èaladh agus tèarainteachd oxidation ach tha iad nas cosgaile agus nas duilghe a dhèanamh ann am meudan mòra.
( Crucibles Silicon Carbide)
An fine-gràine, Tha microstructure eadar-fhighte de SiC sintered a’ toirt seachad dìon sònraichte an aghaidh sgìths teirmeach agus crìonadh meacanaigeach, riatanach nuair a thathar a’ làimhseachadh silicon leaghte, Ghearmailtis, no coimeasgaidhean III-V ann am modhan leasachaidh criostal.
Dealbhadh crìochan gràin, gabhail a-steach smachd air dàrna ìrean agus porosity, a’ cluich pàirt riatanach ann a bhith a’ stèidheachadh seasmhachd maireannach fo theasachadh cearcallach agus àrainneachdan ceimigeach ionnsaigheach.
2. Coileanadh Teirmeach agus Seasmhachd Àrainneachdail
2.1 Giùlan teirmeach agus cuairteachadh blàth
Is e aon de na buannachdan a tha an lùib stuthan crucibles SiC an giùlan teirmeach àrd aca, a leigeas le gluasad blàth luath is èideadh tro làimhseachadh àrd-teòthachd.
An coimeas ri toraidhean le giùlan ìosal leithid silica aonaichte (1– 2 W/(m · k)), Bidh SiC gu h-èifeachdach a’ sgapadh lùth teirmeach air feadh a’ bhalla bhreugach, a’ lughdachadh àiteachan teth ionadail agus caiseadan teirmeach.
Tha an co-sheirm seo riatanach ann am pròiseasan leithid daingneachadh stiùiridh air silicon multicrystalline airson photovoltaics, far a bheil aon-ghnè ìre teòthachd dìreach a’ toirt buaidh air càileachd criostail àrd agus tighead locht.
Tha am measgachadh de ghiùlan àrd agus leudachadh teirmeach nas lugha ag adhbhrachadh slat-tomhais clisgeadh teirmeach air leth àrd (R = k(1 - n)a/ p), a’ dèanamh stuthan crucibles SiC an aghaidh sgàineadh tro chuairtean teasachaidh no fuarachaidh dachaigh luath.
Leigidh seo le ìrean rampa siostam teasachaidh nas luaithe, trochur leasaichte, agus lughdaich ùine downt mar thoradh air fàilligeadh ceusaidh.
A bharrachd air sin, tha comas an stuth a bhith a 'seasamh suas ri rothaireachd teirmeach a-rithist gun mòran sgrios ga dhèanamh freagarrach airson giullachd stèidhichte ann an teasadairean malairteach a' ruith gu h-àrd 1500 °C.
2.2 Co-fhreagarrachd oxidation agus ceimigeach
Aig ìrean teòthachd àrdaichte san adhar, Bidh SiC a’ dol tro oxidation furasta, cruthachadh còmhdach dìon de amorphous silica (SiO DÀ) air an uachdar: SiC + 3/2 O ₂ → SiO DÀ + CO.
Bidh an còmhdach glainne seo a’ dùmhlachadh aig teòthachd àrd, ag obair mar chnap-starra sgaoilidh a chuireas maill air barrachd oxidation agus a dhìonas an structar ceirmeag bunaiteach.
Ge-tà, ann an àrainneachdan a tha a 'lùghdachadh no suidheachaidhean falamh– àbhaisteach ann an semiconductor agus grinneachadh stàilinn– tha oxidation air a thoirmeasg, agus tha SiC fhathast seasmhach gu ceimigeach an aghaidh sileacon leaghte, cuideam aotrom aluminium, agus grunn shlatan-tomhais.
Bidh e a’ seasamh an aghaidh sgaoileadh agus freagairt le silicon leaghte suas gu 1410 °C, ged a dh’ fhaodadh foillseachadh leudaichte leantainn gu togail beag gualain no garbhachadh eadar-aghaidh.
Gu deatamach, Chan eil SiC a’ toirt a-steach truailleadh meatailteach a-steach do leaghadh fìnealta, feum deatamach airson saothrachadh sileacon ìre dealanach far a bheil truailleadh le Fe, Cu, no feumar Cr a chumail fo ìrean ppb.
Ge-tà, feumar a bhith faiceallach nuair a bhios tu a’ làimhseachadh mheatailtean talmhainn alcaileach no ocsaidean fìor fhreagarrach, oir faodaidh cuid SiC a chaitheamh air falbh aig fìor ìrean teodhachd.
3. Pròiseasan cinneasachaidh agus smachd càileachd
3.1 Dòighean Togail agus Smachd Tomhas
Tha cinneasachadh stuthan crucible SiC a’ toirt a-steach cumadh, tiormachadh, agus sintering no seepage aig teòthachd àrd, le dòighean air an taghadh stèidhichte air fìor-ghlanachd a tha a dhìth, meud, agus tagradh.
Tha ro-innleachdan cruthachaidh àbhaisteach a’ toirt a-steach brùthadh isostatic, eas-tharraing, agus sliochd a' sgaoileadh, gach fear a’ tabhann diofar ìrean de chruinneas meudachd agus èideadh microstructural.
Airson stuthan mòra a thathas a’ cleachdadh ann a bhith a’ sgaoileadh ingot grèine, bidh brùthadh isostatic a’ dèanamh cinnteach gu bheil tiugh is tiugh uachdar balla cunbhalach, a’ lughdachadh cunnart fàs teirmeach neo-chòmhnard agus fàilligeadh.
SiC ceangailte ri freagairt (RBSC) tha stuthan breus aig prìs ruigsinneach agus air an cleachdadh gu cumanta ann am fùirneisean agus margaidhean grèine, ged a tha silicon ath-chuairteachaidh a’ cuingealachadh an teòthachd fuasglaidh as àirde.
Sintered SiC (SSiC) tionndaidhean, fhad 'sa tha e daor a bharrachd, dèiligeadh ri fìor-ghlanachd iongantach, cruas, agus an aghaidh stailc cheimigeach, gan dèanamh iomchaidh airson tagraidhean àrd-luach leithid GaAs no leasachadh criostail InP.
Is dòcha gun tèid iarraidh air innealachadh mionaideach às deidh sintering gus neartan teann a choileanadh, gu h-àraidh airson stuthan breus air an cleachdadh ann an reothadh leathad dìreach (VGF) no Czochralski (CZ) siostaman.
Tha crìochnachadh farsaingeachd uachdar deatamach gus làraich nucleation a lughdachadh airson lochdan agus dèanamh cinnteach à sruthadh rèidh rèidh air feadh sgaoileadh.
3.2 Smachd càileachd agus dearbhadh èifeachdais
Tha gealltanas càileachd teann cudromach gus dèanamh cinnteach à earbsachd agus beatha fhada stuthan crucible SiC fo chumhachan obrachaidh riatanach.
Thathas a’ cleachdadh dòighean sgrùdaidh neo-sgriosail leithid sgrìonadh ultrasonic agus tomagrafaidheachd X-ray gus sgoltadh a-staigh fhaicinn., àitichean, no atharrachaidhean tiugh.
Tha mion-sgrùdadh ceimigeach a’ cleachdadh XRF no ICP-MS a’ dearbhadh ìrean ìosal de thruailleadh meatailteach, fhad ‘s a tha seoltachd teirmeach agus neart sùbailte air a dhearbhadh gus cunbhalachd toraidh a dhearbhadh.
Bidh crucibles gu tric fo ùmhlachd sgrùdaidhean rothaireachd teirmeach atharrais mus tèid an lìbhrigeadh gus modhan fàilligidh a dhearbhadh.
Tha lorg agus creideas suidhichte cumanta ann an slabhraidhean solair semiconductor agus aerospace, far am faodadh fàilligeadh co-phàirtean call toraidh daor adhbhrachadh.
4. Iarrtasan agus Buaidh Teicnigeach
4.1 Gnìomhachasan Semiconductor agus Photovoltaic
Tha àite deatamach aig crucibles silicon carbide ann a bhith a’ dèanamh silicon àrd-ghlan airson an dà chuid microelectronics agus ceallan grèine.
Ann an fùirneisean solidification stiùiridh airson ingotan photovoltaic multicrystalline, Bidh crùisgean mòra SiC mar phrìomh shoitheach airson silicon leaghte, cumail suas ìrean teòthachd thairis 1500 ° C airson grunn chuairtean.
Bidh an neo-sheasmhachd cheimigeach aca a’ cur stad air truailleadh, fhad ‘s a tha an tèarainteachd teirmeach aca a’ dèanamh cinnteach à aghaidhean solidification cunbhalach, a’ leantainn gu wafers de chàileachd nas àirde le nas lugha de dh’ àiteachadh agus crìochan gràin.
Bidh cuid de luchd-saothrachaidh a’ còmhdach an uachdar a-staigh le silicon nitride no silica gus ceangal a lughdachadh cuideachd agus leigeil ma sgaoil ingot às deidh fuarachadh.
Ann am fàs Czochralski aig ìre rannsachaidh de semiconductors toinnte, Bithear a’ cleachdadh crùisgean SiC de mheud nas lugha gus leaghadh GaAs a chumail, InSb, no CdTe, far a bheil reactivity iomaill agus tèarainteachd meudach deatamach.
4.2 Meatailteachd, Factaraidh, agus Teicneòlasan Ùra
Seachad air semiconductors, Tha crucibles SiC riatanach ann an grinneachadh stàilinn, ullachadh alloy, agus modhan leaghaidh aig ìre obair-lann anns a bheil alùmanum, copar, agus eileamaidean tearc-talmhainn.
Tha an strì an aghaidh clisgeadh teirmeach agus bleith gan dèanamh freagarrach airson siostaman teasachaidh inntrigidh agus dìon ann an fhùirneis, far am bi iad a’ dol thairis air roghainnean grafait agus alumina le grunn chuairtean.
Ann an saothrachadh cur-ris de mheatailtean freagairteach, Bithear a’ cleachdadh soithichean SiC ann an leaghadh inntrigidh inneal-glanaidh gus casg a chuir air mì-chleachdadh agus truailleadh.
Tha tagraidhean ag èirigh a’ toirt a-steach gnìomhaichean salainn leaghte agus siostaman lùth grèine cuimsichte, far am faod soithichean SiC salainn àrd-teòthachd no meatailtean siùbhlach a ghabhail a-steach airson stòradh lùth teirmeach.
Le leasachaidhean leantainneach ann an ùr-ghnàthachadh sintering agus dealbhadh còmhdach, Tha crucibles SiC deiseil gus taic a thoirt do ghiollachd stuthan an ath ghinealach, ga dhèanamh comasach airson inneal-glanaidh, tòrr nas èifeachdaiche, agus siostaman teirmeach malairteach scalable.
Ann an geàrr-chunntas, Tha crucibles silicon carbide a’ riochdachadh teicneòlas ceadachaidh deatamach ann an synthesis toraidh àrd-teòthachd, a 'toirt còmhla teirmeach iongantach, meacanaigeach, agus èifeachdas ceimigeach ann an aon phàirt innleadaireachd.
An uchd-mhacachd cumanta air feadh semiconductor, grèine, agus tha gnìomhachasan meitabileach a’ cur cuideam air an dleastanas a th’ aca mar bhun-stèidh airson porcelains malairteach co-aimsireil.
5. Neach-reic
Adhartach Ceramics air a stèidheachadh air an Dàmhair 17, 2012, na iomairt àrd-theicnigeach a tha dealasach a thaobh rannsachadh agus leasachadh, cinneasachadh, giollachd, reic agus seirbheisean teignigeach de stuthan agus toraidhean càirdeil ceirmeach. Tha na toraidhean againn a’ toirt a-steach ach gun a bhith cuibhrichte gu Boron Carbide Ceramic Products, Bathar Ceramic Boron Nitride, Toraidhean ceirmeach silicon carbide, Toraidhean ceirmeag Silicon Nitride, Toraidhean ceirmeag Zirconium dà-ogsaid, etc. Ma tha ùidh agad, na bi leisg fios a chuir thugainn.
Tagaichean: Crucibles Silicon Carbide, Ceirmeachd Silicon Carbide, Crucibles ceirmeach silicon carbide
Tha a h-uile artaigil agus dealbh bhon eadar-lìn. Ma tha cùisean dlighe-sgrìobhaidh sam bith ann, feuch an cuir thu fios thugainn ann an àm airson cuir às.
Faighnich dhuinn