1. 탄화규소의 결정구조와 다형성
1.1 입방형 및 육각형 다형: 3C에서 6H 및 과거
(실리콘 카바이드 세라믹)
실리콘 카바이드 (SiC) 사면체 동기화로 설정된 실리콘과 탄소 원자로 구성된 공유 결합 세라믹입니다., 재료과학에서 가장 복잡한 다형성 시스템 중 하나를 창조.
단 하나의 안정된 결정구조를 가진 많은 도자기와는 달리, SiC는 위에 존재합니다. 250 잘 알려진 폴리타입– c축을 따라 밀집된 Si-C 이중층의 독특한 쌓기 순서– 입방체 3C-SiC로 다양함 (β-SiC라고도 함) 육각형 6H-SiC 및 능면체형 15R-SiC.
디자인 응용 프로그램에 사용되는 가장 일반적인 폴리타입 중 하나는 3C입니다. (큐빅), 4시간, 그리고 6시간 (둘 다 육각형), 각각은 조금씩 다양한 전자 밴드 구조와 열전도율을 보여줍니다..
3C-SiC, 아연 블렌드 프레임워크로, 밴드갭이 가장 좁다 (~ 2.3 eV) 일반적으로 반도체 도구용 실리콘 기판에 확장됩니다., 4H-SiC는 뛰어난 전자 유연성을 제공하며 고전력 전자 장치에 선호됩니다..
Si의 견고한 공유 결합과 방향성– C 결합은 탁월한 견고성을 제공합니다., 열 보안, 미끄러짐과 화학적 공격에 대한 저항성, 극한 환경 애플리케이션에 이상적인 SiC 만들기.
1.2 문제, 도핑, 및 디지털 레지던스
구조적 복잡성에 관계없이, SiC는 도핑되어 n형 및 p형 전도성을 모두 얻을 수 있습니다., 반도체 장치에 사용 가능.
질소와 인은 오염물질의 원인이 됩니다., 전송 대역에 전자를 바로 도입, 경량 알루미늄과 붕소는 수용체로 작용합니다., 가전자대에 구멍 생성.
그래도 여전히, p형 도핑 효율은 높은 활성화력으로 인해 제한됩니다., 특히 4H-SiC에서, 이는 양극성 도구 레이아웃에 장애물이 됩니다..
나사 위치 오류 등의 기본 결함, 마이크로파이프, 쌓임 실수는 재결합 시설이나 누출 경로로 작용하여 도구 성능을 약화시킬 수 있습니다., 전자 응용 분야를 위한 최고 수준의 단결정 개발이 요구됩니다..
광대한 밴드갭 (2.3– 3.3 폴리타입에 따른 eV), 고고장 전기면적 (~ 3 MV/cm), 그리고 우수한 열전도율 (~ 3– 4 4H-SiC의 경우 W/m · K) 고온에서 SiC를 실리콘보다 훨씬 우수하게 만듭니다., 고전압, 고주파 전력 전자 장치.
2. 취급 및 미세 구조 설계
( 실리콘 카바이드 세라믹)
2.1 소결 및 치밀화 기술
실리콘 카바이드는 강한 공유 결합과 감소된 자기 확산 계수로 인해 자연적으로 치밀화하기가 어렵습니다., 첨가제 없이 또는 소결의 도움 없이 최대 밀도를 달성하려면 혁신적인 가공 기술이 필요합니다..
붕소 및 탄소 강화를 통해 서브미크론 SiC 분말의 무압력 소결이 가능합니다., 산화물 층을 제거하고 고체 확산을 향상시켜 치밀화를 촉진하는 제품입니다..
따뜻한 밀기는 집 난방 중에 일축 압력을 가합니다., 감소된 온도 수준에서 완전 조밀화 가능 (~ 1800– 2000 ℃ )세분화된 생성, 장치 축소 및 부품 장착에 이상적인 고강도 부품.
크거나 복잡한 형상의 경우, 응답 본딩이 사용됩니다, 다공성 탄소 프리폼이 ~에서 용융된 실리콘으로 침투되는 곳 1600 ℃, 한계 수축으로 현장에서 β-SiC 생성.
그래도 여전히, 잔여 비용이 없는 실리콘 (~ 5– 10%) 미세구조에 남아, 고온 효율 및 내산화성을 제한함 1300 ℃.
2.2 적층 생산 및 거의 순형 제조
적층 제조 분야의 현재 혁신 (오전), 특히 SiC 분말 또는 프리세라믹 폴리머를 사용한 바인더 분사 및 광조형술, 이전에는 기존 접근 방식으로는 달성할 수 없었던 복잡한 기하학적 구조를 제작할 수 있습니다..
폴리머 유래 세라믹 (PDC) 노선, 유체 SiC의 선두주자는 3D 프린팅을 통해 형성된 후 열분해되어 비정질 또는 나노결정 SiC를 생성합니다., 일반적으로 더 높은 밀도가 필요함.
이러한 기술은 가공 가격과 제품 폐기물을 낮춥니다., SiC를 항공우주 분야에서 훨씬 더 많이 활용 가능, 핵무기, 복잡한 레이아웃으로 효율성이 향상되는 온열 교환기 애플리케이션.
화학증기침투 등 후처리 작업 (CVI) 또는 액체 실리콘 누출 (LSI) 때로는 밀도와 기계적 안정성을 향상시키기 위해 활용됩니다..
3. 기계, 열의, 및 환경 효율성
3.1 힘, 경도, 및 저항 사용
실리콘 카바이드는 가장 인정받는 제품 중 하나입니다., 모스의 견고함으로 ~ 9.5 비커스의 견고함을 능가하는 25 평점평균, 마모에 대한 내성이 매우 높습니다., 분해, 그리고 긁어내기.
굴곡 강도는 일반적으로 다음과 같습니다. 300 에게 600 MPa, 처리 방식 및 입자 크기에 따라 다름, 최대 온도에서도 인성을 유지합니다. 1400 불활성 분위기의 ° C.
파괴강도, 겸손하면서도 (~ 3– 4 MPa·m 1ST/ 2), 많은 건축 응용 프로그램에 충분합니다., 특히 세라믹 매트릭스 복합재의 섬유 지지대와 통합되는 경우 (CMC).
SiC 기반 CMC는 터빈 블레이드에 활용됩니다., 연소기 라이닝, 브레이크 시스템, 무게 비용 절감 효과를 제공하는 곳, 가스 효율, 금속 등가물에 비해 수명이 길어집니다..
뛰어난 내마모성 덕분에 SiC는 씰에 적합합니다., 문장, 펌프 요소, 그리고 탄도 방패, 극심한 기계적 하중 하에서의 견고성이 중요한 경우.
3.2 열전도율 및 산화 보안
SiC의 가장 유용한 주거용 또는 상업용 특성 중 하나는 높은 열 전도성입니다.– 약 490 단결정 4H-SiC 및 ~ 30의 경우 W/m · K– 120 다결정 유형의 경우 W/m · K– 많은 금속을 뛰어 넘어 효과적인 방열이 가능합니다..
이 주거용 부동산은 전력전자 분야에서 중요합니다., SiC 장치는 폐열을 훨씬 적게 발생시키고 실리콘 기반 장치보다 더 높은 전력 밀도에서 실행될 수 있습니다..
산화 환경의 상승된 온도 수준에서, SiC는 보호 실리카를 생성합니다. (SiO2) 추가적인 산화를 감소시키는 층, 그만큼 좋은 생태적 견고성을 제공합니다 ~ 1600 ℃.
그래도 여전히, 수증기가 풍부한 대기에서, 이 층은 Si로 휘발될 수 있습니다.(오)₄, 그 결과 분해가 가속화됩니다.– 가스 터빈 응용 분야의 주요 과제.
4. 에너지의 고급 응용, 전자 기기, 항공우주
4.1 전력 전자 장치 및 반도체 장치
실리콘 카바이드는 쇼트키 다이오드와 같은 장치를 가능하게 하여 전력 전자 장치를 변화시켰습니다., MOSFET, 더 높은 전압에서 작동하는 JFET, 주파수, 실리콘 매칭보다 온도.
이러한 도구는 전기 자동차의 에너지 손실을 줄여줍니다., 재생 에너지 인버터, 상업용 전기 모터 드라이브, 글로벌 전력 효율성 향상에 추가.
다음 이상의 접합 온도 수준에서 작동할 수 있는 기능 200 ° C는 간소화된 냉각 시스템과 향상된 시스템 신뢰성을 허용합니다..
뿐만 아니라, SiC 웨이퍼는 질화갈륨의 기판으로 활용됩니다. (GaN) 고전자 이동도 트랜지스터의 에피택시 (HEMT), 광대역폭 반도체의 장점을 집약.
4.2 핵무기, 항공우주, 및 광학 장비
원자력 발전소에서, SiC는 사고에 강한 연료 피복재의 핵심 요소입니다., 중성자 흡수 단면적 감소, 방사선 저항, 고온 인성은 안전성과 보안성 및 효율성을 향상시킵니다..
항공우주 분야, SiC 섬유 강화 복합재는 경량 및 열 안정성을 위해 제트 엔진 및 극초음속 자동차에 사용됩니다..
뿐만 아니라, 매우 부드러운 SiC 거울은 높은 강성 대 밀도 비율로 인해 망원경보다 먼저 사용됩니다., 열 안정성, 나노미터 이하의 거칠기에 대한 광택성.
요약하면, 탄화규소 세라믹은 현대 첨단 소재의 초석을 상징합니다, 뛰어난 기계적 결합, 열의, 및 디지털 자산.
폴리타입을 구체적으로 제어하여, 미세구조, 그리고 취급, SiC는 전력 분야의 기술 혁신을 가능하게 합니다., 수송, 그리고 극한의 설정 엔지니어링.
5. 공급자
TRUNNANO는 구형 텅스텐 분말을 공급하는 업체입니다. 12 나노빌딩 에너지 절약 및 나노기술 개발 분야에서 다년간의 경험. 신용카드 결제가 가능합니다., 티/티, 웨스트 유니언과 페이팔. Trunnano는 FedEx를 통해 해외 고객에게 상품을 배송할 예정입니다., DHL, 비행기로, 아니면 바다로. 구형 텅스텐 분말에 대해 더 알고 싶다면, 저희에게 연락하고 문의를 보내 주시기 바랍니다([email protected]).
태그: 실리콘 카바이드 세라믹,탄화 규소 세라믹 제품, 산업 세라믹
모든 글과 사진은 인터넷에서 퍼왔습니다. 저작권 문제가 있는 경우, 삭제하려면 제 시간에 연락해 주세요..
우리에게 문의하세요