1. Ձուլված քվարցի դիմահարդարում և կառուցվածքային հատկություններ
1.1 Ամորֆ ցանց և ջերմային կայունություն
(Քվարցային կարասներ)
Քվարցային կարասները ինտեգրված սիլիցիումից պատրաստված բարձր ջերմաստիճանի տարաներ են, սիլիցիումի երկօքսիդի արհեստական ձև (SiO 2) ստացված բնական քվարց բյուրեղների հալման արդյունքում գերազանցող ջերմաստիճանի մակարդակներում 1700 ° C.
Ի տարբերություն բյուրեղային քվարցի, ինտեգրված սիլիկոնն ունի ամորֆ եռաչափ ցանց, որը կիսում է SiO ₄ քառատետրային անկյունները, որը փոխանցում է բացառիկ ջերմային ցնցումների դիմադրություն և ծավալային անվտանգություն ջերմաստիճանի արագ կարգավորմամբ.
Այս անկանոն ատոմային շրջանակը պաշտպանում է բյուրեղագրական հարթությունների երկայնքով ծոցից, ինտեգրված սիլիկոնը ավելի քիչ խոցելի է դարձնում ջերմային հեծանվավարության ընթացքում կոտրվելու համար՝ համեմատած պոլիկրիստալային ճենապակու հետ.
Արտադրանքը ցույց է տալիս ջերմային զարգացման ցածր գործակից (~ 0.5 × 10 6/ Կ), ինժեներական նյութերի մեջ ամենացածրներից մեկը, հնարավորություն տալով դիմանալ խիստ ջերմային թեքություններին առանց ճեղքվելու– կիսահաղորդչային և արևային մարտկոցների արտադրության մեջ կենսական նշանակություն ունեցող շենք.
Ինտեգրված սիլիցիումը հավելյալ պահպանում է բացառիկ քիմիական իներտություն թթուների մեծ մասի նկատմամբ, հեղուկացված պողպատներ, և խարամներ, չնայած այն կարող է դանդաղ փորագրվել ֆտորաթթվի և տաք ֆոսֆորական թթվի միջոցով.
Նրա փափկեցման բարձր կետը (~ 1600 թ– 1730 ° C, կախված մաքրությունից և OH նյութից) թույլ է տալիս շարունակական շահագործում բարձր ջերմաստիճաններում, որոնք անհրաժեշտ են բյուրեղների մշակման և պողպատի վերամշակման գործընթացների համար.
1.2 Մաքրության աստիճանավորում և միկրոէլեմենտների վերահսկում
Քվարցային կարասների արդյունավետությունը մեծապես հիմնված է քիմիական մաքրության վրա, հատկապես մետաղական աղտոտիչների ուշադրության կենտրոնում, ինչպիսին է երկաթը, նատրիում, կալիում, թեթև քաշի ալյումին, և տիտան.
Նաև հետք գումարներ (բաղադրիչները մեկ միլիոն մակարդակի վրա) Բյուրեղների զարգացման ընթացքում այդ կեղտերը կարող են տեղափոխվել հալված սիլիցիում, արդյունքում առաջացած կիսահաղորդչային նյութի էլեկտրական շենքերի վատթարացում.
Էլեկտրոնային սարքերի արտադրության մեջ օգտագործվող բարձր մաքրության որակները սովորաբար բաղկացած են ավելի քան 99.95% SiO 2, ալկալիական պողպատի օքսիդներով սահմանափակված է շատ ավելի քիչ, քան 10 ppm և անցումային մետաղներ ստորև 1 ppm.
Աղտոտիչները բխում են չմշակված քվարցի հումքից կամ բեռնաթափման գործիքներից և նվազեցվում են օգտակար հանածոների աղբյուրների և մաքրման մեթոդների միջոցով, ինչպիսիք են թթվային տարրալվացումը և ֆլոտացիոն պաշտպանությունը:.
Բացի այդ, հիդրոքսիլը (Օհ) վեբ պարունակությունը միաձուլված սիլիցիումի մեջ ազդում է նրա ջերմամեխանիկական գործողությունների վրա; Բարձր OH տեսակները ապահովում են ավելի լավ ուլտրամանուշակագույն փոխանցում, բայց ցածր ջերմային կայունություն, մինչդեռ ցածր OH տարբերակները գերադասելի են բարձր ջերմաստիճանի կիրառման համար՝ պղպջակների նվազագույն զարգացման պատճառով.
( Քվարցային կարասներ)
2. Արտադրության գործընթաց և միկրոկառուցվածքային ձևավորում
2.1 Էլեկտրաֆյուզիա և ձևավորման ռազմավարություններ
Քվարցային կարասները հիմնականում առաջանում են էլեկտրաֆուլյացիայի միջոցով, գործընթաց, որի ընթացքում բարձր մաքրության քվարցի փոշին սնվում է պտտվող գրաֆիտի կաղապարի և բորբոսի մեջ էլեկտրական աղեղային տաքացուցիչի մեջ.
Ածխածնային էլեկտրոդների միջև առաջացած էլեկտրական աղեղը հալեցնում է քվարցի բիտերը, որոնք ամրացնում են շերտ առ շերտ՝ ստեղծելով անխափան, խիտ կարասի ձև.
Այս տեխնիկան առաջացնում է մանրահատիկ, միատարր միկրոկառուցվածք նվազագույն փուչիկներով և շերտերով, անհրաժեշտ է հետևողական ջերմ շրջանառության և մեխանիկական կայունության համար.
Տարբեր մոտեցումներ, ինչպիսիք են պլազմայի միաձուլումը և հրդեհային միաձուլումը, օգտագործվում են մասնագիտացված ծրագրերի համար, որոնք պահանջում են ծայրահեղ ցածր աղտոտվածություն կամ մանրամասներ պատերի խտության պրոֆիլներ:.
Քասթինգից հետո, խառնարանները անցնում են վերահսկվող սառեցման միջով (կռում) վերացնել ներքին լարվածությունը և դադարեցնել լուծույթի ընթացքում ինքնաբուխ կոտրումը.
Մակերեւույթի հարդարում, որը բաղկացած է հղկումից և փայլից, ապահովում է չափերի ճշգրտությունը և նվազեցնում է միջուկային տեղամասերը՝ օգտագործման ընթացքում անցանկալի բյուրեղացման համար.
2.2 Բյուրեղային շերտերի ճարտարագիտություն և անթափանցիկության վերահսկում
Ժամանակակից քվարցային կարասների որոշիչ առանձնահատկությունը, հատկապես դրանք, որոնք օգտագործվում են բազմաբյուրեղ սիլիցիումի ուղղորդված ամրացման համար, մշակված ներքին շերտի շրջանակն է.
Արտադրության ողջ ընթացքում, ներքին մակերեսի տարածքը հաճախ զբաղվում է գովազդի զարգացումը բարակ, վերահսկվող կրիստոբալիտի շերտ– SiO TWO-ի բարձր ջերմաստիճանի պոլիմորֆ– տան սկզբնական ջեռուցման դեպքում.
Այս կրիստոբալիտի շերտը գործում է որպես դիֆուզիոն խոչընդոտ, նվազեցնելով ուղիղ փոխազդեցությունը հալած սիլիցիումի և հիմքում ընկած ինտեգրված սիլիցիումի միջև, դրանով իսկ նվազեցնելով թթվածնի և մետաղների աղտոտումը.
Ավելին, այս բյուրեղային փուլի տեսանելիությունը մեծացնում է անթափանցիկությունը, ուժեղացնելով ինֆրակարմիր ճառագայթման կլանումը և գովազդելով ջերմաստիճանի էլ ավելի կայուն շրջանառությունը հալեցման ընթացքում.
Կաթսայի մշակողները մանրակրկիտ կայունացնում են այս շերտի հաստությունը և կապը, որպեսզի կանխեն փխրունությունը կամ պառակտումը փուլային անցումների ժամանակ ծավալի փոփոխության պատճառով:.
3. Գործնական արդյունավետություն բարձր ջերմաստիճանի կիրառություններում
3.1 Պարտականությունը սիլիկոնային բյուրեղների զարգացման գործընթացներում
Քվարցային կարասները կարևոր նշանակություն ունեն միաբյուրեղ և բազմաբյուրեղ սիլիցիումի արտադրության մեջ, աշխատում է որպես Չոխրալսկու հեղուկացված սիլիցիումի առաջնային տարա (CZ) և ուղղորդված ամրացման համակարգեր (ԴՍ).
CZ գործընթացում, սերմերի բյուրեղը թաթախվում է հենց հեղուկացված սիլիցիումի մեջ, որը պահվում է քվարցի կարասի մեջ և դանդաղորեն դեպի վեր է քաշվում՝ պտտվելիս, թույլ տալով մեկ բյուրեղյա ձուլակտորների զարգացումը.
Չնայած խառնարանն ուղղակիորեն չի խոսում աճող բյուրեղի հետ, Հեղուկացված սիլիցիումի և SiO 2 պատի մակերևույթների միջև փոխազդեցությունը բերում է թթվածնի լուծարմանը հալոցքի մեջ, ինչը կարող է ազդել ծառայությունների մատակարարի կյանքի և մեխանիկական ամրության վրա՝ վերջացած վաֆլիներում.
Ֆոտովոլտային կարգի սիլիցիումի DS ընթացակարգերում, Քվարցային զանգվածային կարասները հնարավորություն են տալիս հարյուրավոր կիլոգրամ հեղուկ սիլիցիումի վերահսկվող սառեցումը բլոկաձև ձուլակտորների մեջ.
Այստեղ, ծածկույթներ, ինչպիսիք են սիլիցիումի նիտրիդը (Si հինգ N ՉՈՐՍ) կիրառվում են ներքին մակերեսին, որպեսզի խուսափեն կապից և օգնեն պինդ սիլիցիումի բլոկի պարզ գործարկմանը սառչելուց հետո.
3.2 Ոչնչացման սարքեր և ծառայության ժամկետի սահմանափակումներ
Չնայած նրանց կոշտությանը, Քվարցային խառնարանները քայքայվում են կրկնակի բարձր ջերմաստիճանի ցիկլերի ընթացքում մի քանի հարակից սարքերի պատճառով.
Հաստ հոսքը կամ ծռմռումը տեղի է ունենում երկարաժամկետ ուղղակի ազդեցության ժամանակ 1400 ° C, պատճառելով պատերի նոսրացում և երկրաչափական ազնվության կորուստ.
Ձուլված սիլիցիումի վերաբյուրեղացումը հենց կրիստոբալիտի մեջ առաջացնում է ներքին սթրես և անհանգստություն՝ ծավալի զարգացման արդյունքում, հնարավոր է առաջացնել կոտրվածքներ կամ փչացում, որոնք աղտոտում են հալեցումը.
Քիմիական էրոզիան առաջանում է հեղուկացված սիլիցիումի և SiO TWO-ի միջև ընկած նվազման արձագանքներից: SiO ԵՐԿՈՒ + Si → 2SiO(է), առաջացնելով ցնդող սիլիցիումի մոնօքսիդ, որը թողնում և վնասում է խառնարանի պատի մակերեսը.
Պղպջակների զարգացում, պայմանավորված է թակարդված գազերով կամ OH խմբերով, լրացուցիչ վտանգում է կառուցվածքի կայունությունը և ջերմային հաղորդունակությունը.
Այս քայքայման ուղիները սահմանափակում են կրկնակի օգտագործման ցիկլերի բազմազանությունը և պահանջում են գործընթացի ճշգրիտ հսկողություն՝ օպտիմիզացնելու կարասի կյանքի տևողությունը և ապրանքների բերքատվությունը:.
4. Առաջացող զարգացումներ և տեխնիկական ադապտացիաներ
4.1 Ծածկույթներ և բարդ փոփոխություններ
Բարձրացնել կատարողականությունը և երկարակեցությունը, առաջադեմ քվարցային կարասները միավորում են ֆունկցիոնալ ծածկույթները և կոմպոզիտային կառուցվածքները.
Սիլիցիումի վրա հիմնված հակակպչուն շերտերը և թմրանյութով սիլիցիումի հարդարումը խթանում են ազատման առանձնահատկությունները և նվազեցնում թթվածնի արտահոսքը հալման ընթացքում.
Որոշ արտադրողներ ինտեգրում են ցիրկոնիան (ZrO 2) մասնիկներ խառնարանի պատի մակերեսի մեջ՝ բարձրացնելու մեխանիկական ուժն ու դիմադրությունը ապավիտրացմանը.
Հետազոտությունը շարունակական է ամբողջությամբ թափանցիկ կամ գրադիենտ կառուցվածքով կարասների վրա, որոնք մշակվել են հաջորդ սերնդի արևային ջեռուցման համակարգերում ճառագայթային ջերմության փոխանցումը ուժեղացնելու համար:.
4.2 Կայունության և վերամշակման մարտահրավերներ
Կիսահաղորդչային և ֆոտոգալվանային արդյունաբերության կարիքների աճով, Քվարցային կարասների տեւական օգտագործումը մտահոգիչ է դարձել.
Սիլիցիումի նստվածքով աղտոտված օգտագործված կարասները դժվար է վերամշակվում՝ խաչաձեւ աղտոտման վտանգի պատճառով, հանգեցնելով զգալի թափոնների առաջացման.
Նախաձեռնությունները կենտրոնացած են վերամշակելի կարասների երեսպատման վրա, ուժեղացված մաքրման ընթացակարգեր, և փակ ցիկլով վերամշակման համակարգեր՝ լրացուցիչ կիրառությունների համար բարձր մաքրության սիլիցիումի վերականգնման համար.
Քանի որ սարքի արդյունավետությունը պահանջում է նյութի ավելի բարձր մաքրություն, Քվարցային կարասների պարտականությունը, անշուշտ, կշարունակի առաջընթաց ունենալ արտադրանքի գիտության և գործընթացների նախագծման ոլորտում առաջընթացի հետ.
Ամփոփելով, Քվարցային կարասները ներկայացնում են օգտատիրոջ կենսական միջերես ռեսուրսների և բարձր արդյունավետության էլեկտրոնային արտադրանքների միջև.
Նրանց մաքրության եզակի համադրությունը, ջերմային ուժ, և կառուցվածքային ոճը հնարավորություն է տալիս արտադրել սիլիցիումի վրա հիմնված ժամանակակից տեխնոլոգիաներ, որոնք ապահովում են ժամանակակից համակարգչային և վերականգնվող էներգիայի համակարգերը:.
5. Մատակարար
Advanced Ceramics-ը հիմնադրվել է հոկտեմբերին 17, 2012, բարձր տեխնոլոգիական ձեռնարկություն է, որը նվիրված է հետազոտության և զարգացմանը, արտադրություն, վերամշակում, Կերամիկական հարաբերական նյութերի վաճառք և տեխնիկական ծառայություններ, ինչպիսիք են Alumina Ceramic Balls-ը. Մեր արտադրանքը ներառում է, բայց չի սահմանափակվում բորի կարբիդի կերամիկական արտադրանքներով, Բորի նիտրիդ կերամիկական արտադրանք, Սիլիկոնային կարբիդ կերամիկական արտադրանք, Սիլիկոնային նիտրիդային կերամիկական արտադրանք, Ցիրկոնիումի երկօքսիդի կերամիկական արտադրանք, և այլն. Եթե դուք հետաքրքրված եք, խնդրում ենք ազատ զգալ կապվել մեզ հետ:([email protected])
Պիտակներ: քվարցային կարասներ,ձուլված քվարցային կարաս,քվարցային կարաս սիլիցիումի համար
Բոլոր հոդվածները և նկարները համացանցից են. Եթե կան հեղինակային իրավունքի հետ կապված խնդիրներ, խնդրում ենք ժամանակին կապվել մեզ հետ ջնջելու համար.
Հարցրեք մեզ