1. Nā Noho Pono a me ka Pono Kūleʻa
1.1 Nā hiʻohiʻona o ka Silicon Carbide
(ʻO Silicon Carbide Crucibles)
Silicon carbide (SiC) ʻO ia ka mea i hana ʻia me ka silikoni a me nā ʻātoma kalapona i hoʻonohonoho ʻia i loko o kahi papa hana latticework tetrahedral., nui loa e noho nei ma luna 250 ʻano polytype, me 6H, 4H, a ʻo 3C kekahi o nā mea kūpono loa.
Hāʻawi kona paʻa paʻa i ka paʻakikī (Mohs ~ 9.5), kiʻekiʻe thermal conductivity (80– 120 W/(m · K )no nā kristal mehameha maʻemaʻe), a me ka inertness kemika kupanaha, e hana ana ia i kekahi o nā mea ikaika loa no nā lewa koʻikoʻi.
ʻO ka bandgap nui (2.9– 3.3 eV) e hōʻoia i ka hoʻokaʻawale uila ʻokoʻa ma ka pae wela o ka lumi a me ke kūpaʻa kiʻekiʻe i nā pōʻino radiation, ʻoiai ka emi ʻana o ka ulu ʻana o ka wela (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ K) hāʻawi i ke kūʻē ʻana i ka haʻalulu wela.
Mālama ʻia kēia mau waiwai koʻikoʻi i nā mahana ma mua 1600 ° C, e ʻae ana iā SiC e mālama i ka ʻoiaʻiʻo o ke kūkulu hale ma lalo o ka ʻike pololei ʻana i nā kila hoʻoheheʻe lōʻihi, ʻano ʻano, a me nā kinoea reactive.
ʻAʻole like me nā porcelains oxide e like me ka alumina, ʻAʻole pane koke ʻo SiC me ke kalapona a i ʻole ke ʻano haʻahaʻa hoʻoheheʻe eutectics i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i nā leʻaleʻa, he mea pono nui i ka lawelawe ʻana i ka metallurgical a me ka semiconductor.
I ka hana ʻia i loko o nā crucibles– nā moku i hana ʻia e hoʻokomo a me nā mea mehana– ʻOi aku ka SiC i nā mea kahiko e like me ka quartz, graphite, a me ka alumina i ke ola a me ka pono o ka hana.
1.2 Microstructure a me Mechanical Security
Hoʻopili maikaʻi ʻia ka hana o nā crucibles SiC i kā lākou microstructure, e hilinaʻi ana i ke ʻano hana a me ka sintering i hoʻohana ʻia.
Hoʻohana pinepine ʻia nā crucibles refractory-grade me ka hoʻohana ʻana i ka paʻa pane, kahi e komo ai ka porous carbon preforms me ka silikoni wai, e hana ana i ka β-SiC ma o ka pane Si(l) + C(s) → SiC(s).
Hoʻokumu kēia kaʻina hana i kahi ʻano hui o SiC mua me ke koena kumu kūʻai ʻole (5– 10%), ka mea e hoʻonui ai i ka thermal conductivity akā hiki ke kaupalena i ka hoʻohana ʻana 1414 ° C(ka mea hoohehee o ke silika).
ʻO ka ʻokoʻa, Hana ʻia nā kīʻaha SiC i hoʻopaʻa ʻia me ka hoʻohana ʻana i ka boron a me ke kalapona a i ʻole ka alumina-yttria., ka loaʻa ʻana o ka mānoanoa kokoke a me ka maʻemaʻe.
Hōʻike kēia mau mea ʻoi aku ka maikaʻi o ka creep resistance a me ka palekana oxidation akā ʻoi aku ke kumu kūʻai a paʻakikī hoʻi e hana i nā nui nui.
( ʻO Silicon Carbide Crucibles)
ʻO ka palaoa maikaʻi, ʻO ka microstructure interlacing o SiC i hoʻopaʻa ʻia e hāʻawi i ke kūpaʻa kūʻokoʻa i ka hoʻopau wela a me ka wehe ʻana o ka mīkini., koʻikoʻi i ka lawelawe ʻana i ke silika wai, germanium, a i ʻole nā hui III-V i nā kaʻina hana hoʻomohala kristal.
Hoʻolālā palena palaoa, me ka mana o ka lua o ka pae a me ka porosity, pāʻani i kahi hana koʻikoʻi i ka hoʻokumu ʻana i ka paʻa mau loa ma lalo o ka hoʻomehana cyclic a me nā kaiapuni kemika koʻikoʻi..
2. Hana wela a me ke kū ʻana o ke kaiapuni
2.1 ʻO ka hoʻoili wela a me ka puʻunaue wela
ʻO kekahi o nā mea maikaʻi loa o SiC crucibles ko lākou kiʻekiʻe thermal conductivity, ka mea e hiki ai i ka hoʻoili ʻana mehana wikiwiki a ʻaʻahu i ka mālama ʻana i ka wela kiʻekiʻe.
E kū'ē i nā huahana haʻahaʻa-conductivity e like me ka silica hoʻohui (1– 2 W/(m · K)), Hoʻopuehu maikaʻi ʻo SiC i ka ikehu wela ma ka paia crucible, e hoemi ana i na wahi wela a me na gradient wela.
Pono kēia lokahi i nā kaʻina hana e like me ka hoʻopaʻa ʻana o ka silika multicrystalline no nā photovoltaics, kahi e pili pono ai ka homogeneity pae wela i ke aniani kiʻekiʻe a me ka mānoanoa kīnā.
ʻO ka hui ʻana o ka conductivity kiʻekiʻe a me ka hoʻonui haʻahaʻa haʻahaʻa ke kumu i kahi ʻano haʻalulu wela kiʻekiʻe (R = k(1 - n)a/ p), hana ʻana i nā crucibles SiC e kū i ka pohā i ka hoʻomehana home a i ʻole nā pōʻai hoʻomaha.
ʻAe kēia i ka wikiwiki o ka ʻōnaehana hoʻomehana ʻana i ka ramp rate, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hana, a ua emi iho ka manawa hoʻomaha ma muli o ka hāʻule ʻana o ka crucible.
Eia kekahi, hiki i ka mea hiki ke kū i ke kaʻa uila wela me ka ʻole o ka luku nui ʻana i kūpono no ka hoʻonohonoho hoʻonohonoho ʻana i nā mea hoʻomehana kalepa e holo ana ma luna. 1500 ° C.
2.2 Oxidation a me Chemical Compatibility
I nā pae wela kiʻekiʻe o ka ea, Hele maʻalahi ʻo SiC ma o ka oxidation, ka hana ʻana i kahi papa pale o ka silica amorphous (SiO ELUA) ma kona ili: SiC + 3/2 O ₂ → SiO ELUA + CO.
Hoʻopaʻa ʻia kēia papa aniani i nā wela kiʻekiʻe, e hana ana ma ke ʻano he pale diffusion e hoʻolōʻihi i ka hoʻoneʻe ʻana a pale i ke ʻano ceramic lalo.
Eia naʻe, i ka emi ʻana o nā kaiapuni a i ʻole ke ʻano ʻūhā– maʻamau i ka semiconductor a me ka hoʻomaʻemaʻe kila– hoʻopaʻa ʻia ka oxidation, a ke hoʻomau nei ʻo SiC i ka paʻa paʻa kemika me ka silikoni hoʻoheheʻe ʻia, alumini kaumaha māmā, a me kekahi mau slags.
Ke kū'ē nei i ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka pane ʻana me ka silikoni wai a hiki i 1410 ° C, ʻoiai ʻo ka ʻike lōʻihi hiki ke hopena i ka ʻohi kalapona liʻiliʻi a i ʻole ka hoʻohaʻahaʻa ʻana.
ʻO ke koʻikoʻi, ʻAʻole hōʻike ʻo SiC i nā mea ʻino i loko o nā mea hoʻoheheʻe palupalu, he mea koʻikoʻi koʻikoʻi no ka hana ʻana i ke kilika uila-grade kahi i hoʻohaumia ʻia e Fe, Cu, a i ʻole Cr pono e mālama ʻia ma lalo o nā pae ppb.
Eia naʻe, Pono e mālama pono i ka wā e hoʻoili ai i nā metala honua alkaline a i ʻole nā oxide pane maikaʻi loa, no ka mea hiki i kekahi ke hoʻopau iā SiC i nā pae wela koʻikoʻi.
3. Nā Kaʻina Hana Hana a me ka Mana Mana
3.1 Nā Hana Hana a me ka Mana Mana
Hoʻopili ʻia ka hana ʻana o nā crucibles SiC, hoʻomaloʻo, a me ke kiʻekiʻe-mehana sintering a seepage, me nā ʻenehana i koho ʻia ma muli o ka maʻemaʻe pono, nui, a me ka noi.
ʻO nā hoʻolālā hana maʻamau me ke kaomi isostatic, extrusion, a me ka laha pahee, hāʻawi kēlā me kēia i nā degere like ʻole o ka pololei dimensional a me ka like ʻole microstructural.
No nā kīʻaha nui i hoʻohana ʻia i ka laha ʻana o ka lā, ʻO ke kaomi isostatic e hōʻoia i ka mānoanoa a me ka mānoanoa o ka ʻili o ka paia, ka ho'ēmiʻana i ka hoʻoweliweli o ka ulu wela a me ka hāʻuleʻole.
ʻO SiC i hoʻopaʻa ʻia (RBSC) hiki ke hoʻohana ʻia nā crucibles a hoʻohana pinepine ʻia i nā hale kūkulu hale a me nā mākeke lā, ʻoiai ka hoʻihoʻi hou ʻana i ka silika kaohi ʻana i ka wela o ka hopena.
Sintered SiC (SSiC) nā manaʻo, oiai keu ke kumukuai, hana maʻemaʻe kupaianaha, ʻoʻoleʻa, a me ke kū'ē i ka hahau kemika, e kūpono ana iā lākou no nā noi waiwai nui e like me GaAs a i ʻole InP crystal development.
Hiki ke kāhea ʻia ka mīkini pololei ma hope o ka sintering no ka loaʻa ʻana o nā kūʻē paʻa, no nā crucibles i hoʻohana ʻia i loko o ka pahu hau (VGF) a i ʻole Czochralski (CZ) ʻōnaehana.
He mea koʻikoʻi ka hoʻopau ʻana i ka ʻili e hōʻemi i nā kahua nucleation no nā hemahema a e hōʻoia i ka holo maʻemaʻe o ka hoʻoheheʻe ʻana.
3.2 Hoʻoponopono maikaʻi a me ka hoʻokō pono
He mea nui ka hōʻoia koʻikoʻi e hōʻoia i ka hilinaʻi a me ke ola lōʻihi o nā crucibles SiC ma lalo o ke koi ʻana i nā kūlana hana..
Hoʻohana ʻia nā ʻano loiloi non-destructive e like me ka nānā ʻana i ke kani ultrasonic a me ka tomography X-ray e ʻike i nā ʻāpana o loko., nā hakahaka, a i ʻole nā ʻokoʻa mānoanoa.
Hoʻopaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa o ka hoʻohaumia ʻana me ka hoʻohana ʻana i ka XRF a i ʻole ICP-MS, ʻoiai ua hoʻoholo ʻia ka conductivity thermal a me ka ikaika flexural e hōʻoia i ka kūlike o ka huahana.
Hoʻokomo pinepine ʻia nā crucibles i nā hoʻokolohua kaʻa kaʻa wela ma mua o ka lawe ʻana e hoʻoholo ai i nā ʻano hana hemahema.
Hoʻonohonoho ʻia ka traceability a me ka ʻae ʻana i mea maʻamau i nā kaulahao lako semiconductor a me aerospace, kahi e hiki ai i ka pau ʻole o ka ʻāpana ke lawe mai i nā poho hana kumu kūʻai.
4. Nā noi a me ka hopena ʻenehana
4.1 ʻOihana Semiconductor a me Photovoltaic
He koʻikoʻi koʻikoʻi nā kīʻaha carbide silikon i ka hana ʻana i ke silika maʻemaʻe kiʻekiʻe no nā microelectronics a me nā cell solar..
I nā kapuahi hoʻopaʻa kuhikuhi no nā multicrystalline photovoltaic ingots, ʻO nā kīʻaha SiC nui e hana ma ke ʻano he ipu mua no ka silika wai, ka mālama ʻana i nā pae wela 1500 ° C no nā pōʻai he nui.
Hoʻopau ko lākou ʻeleu kemika i ka hoʻohaumia ʻana, ʻoiai ʻo kā lākou palekana wela e hōʻoia i nā alo solidification mau, e alakaʻi ana i nā wafers ʻoi aku ka maikaʻi me ka liʻiliʻi o nā misplacements a me nā palena palaoa.
Hoʻopili kekahi mau mea hana i ka ʻili o loko me ka silicon nitride a i ʻole silica e hoʻemi i ka paʻa a hoʻomaʻamaʻa i ka hoʻokuʻu ʻana ma hope o ka hoʻomaha ʻana..
Ma ka noiʻi-nui Czochralski ulu o ka hui semiconductors, Hoʻohana ʻia nā kīʻaha SiC liʻiliʻi no ka hoʻopaʻa ʻana i nā hau o GaA, InSb, a i ʻole CdTe, kahi e koʻikoʻi ai ka reactivity marginal a me ka palekana dimensional.
4.2 Metallurgy, Hale hana, a me nā ʻenehana hou
Ma waho aʻe o nā semiconductor, He mea nui ka SiC crucibles i ka hoʻomaʻemaʻe kila, hoʻomākaukau ʻana i nā mea hao, a me nā kaʻina hana hoʻoheheʻe ʻana i ka nui o ka hale hana e pili ana i ka aluminika, keleawe, a me nā mea ʻuʻuku honua.
ʻO ko lākou kū'ēʻana i ka haʻalulu wela a me ka erosion e kūpono iā lākou no ka hoʻokomo a me ke kū'ēʻana i nā'ōnaehana hoʻomehana i loko o nā waihona, kahi e ola ai lākou i nā graphite a me nā alumina e like me nā pōʻai.
I ka hana hoʻohui o nā metala pane, Hoʻohana ʻia nā ipu SiC i ka hoʻoheheʻe ʻana i ka hoʻomaʻemaʻe hoʻomaʻemaʻe hoʻomaʻemaʻe e pale ai i ka hana ʻino a me ka haumia..
Aia nā noi e kū nei i nā mea hoʻoheheʻe paʻakai hoʻoheheʻe a me nā ʻōnaehana ikehu lā, kahi e komo ai nā moku SiC i nā paʻakai wela a i ʻole nā metala wai no ka mālama ʻana i ka ikehu wela.
Me ka hoʻomau mau ʻana i ka sintering innovation a me ka uhi ʻana i ka hoʻolālā, Ua mākaukau ʻo SiC crucibles e kākoʻo i ka hoʻoili ʻana i nā mea hana e hiki mai ana, hiki ke hoʻomaʻemaʻe, ʻoi aku ka maikaʻi, a me nā ʻōnaehana wela pāʻoihana scalable.
I ka recap, Hōʻike nā kīʻaha carbide silika i kahi ʻenehana ʻae koʻikoʻi i ka synthesis huahana kiʻekiʻe, ka hoʻohui ʻana i ka wela kupaianaha, mechanical, a me ka hana kemika ma kahi ʻāpana i hana ʻia.
ʻO kā lākou hoʻohana nui ʻana i ka semiconductor, lā, a ʻo nā ʻoihana metallurgical e hōʻike ana i kā lākou hana ma ke ʻano he kumu o nā porcelains kālepa o kēia wā.
5. Mea kūʻai
ʻO Advanced Ceramics i hoʻokumu ʻia ma ʻOkakopa 17, 2012, he ʻoihana ʻenehana kiʻekiʻe i hoʻopaʻa ʻia i ka noiʻi a me ka hoʻomohala ʻana, hana ʻana, hana ʻana, kūʻai a me nā lawelawe ʻenehana o nā mea pili a me nā huahana. Loaʻa kā mākou huahana akā ʻaʻole i kaupalena ʻia i nā Boron Carbide Ceramic Products, ʻO Boron Nitride Ceramic Products, Nā Huahana Seramika Silicon Carbide, ʻO nā huahana seramika Silicon Nitride, Zirconium Dioxide Ceramic Products, etc. Inā hoihoi ʻoe, e ʻoluʻolu e hoʻokaʻaʻike mai iā mākou.
Nā huaʻōlelo: ʻO Silicon Carbide Crucibles, Silika Carbide Ceramic, ʻO nā mea hoʻoheheʻe silika karbida
ʻO nā ʻatikala a me nā kiʻi a pau mai ka Pūnaewele. Inā loaʻa kekahi pilikia kope, e ʻoluʻolu e kelepona mai iā mākou i ka manawa e holoi ai.
E nīnau iā mākou