1. ໂຄງສ້າງຜລຶກແລະ polytypism ຂອງ Silicon Carbide
1.1 Cubic ແລະ Hexagonal Polytypes: ຈາກ 3C ຫາ 6H ແລະທີ່ຜ່ານມາ
(Silicon Carbide Ceramics)
ຊິລິໂຄນຄາໄບ (SiC) ແມ່ນເຊລາມິກທີ່ຍຶດຕິດກັນຢ່າງເປັນຫຼັກທີ່ປະກອບດ້ວຍອະຕອມຂອງຊິລິຄອນ ແລະຄາບອນທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນລະບົບ tetrahedral sychronisation, ສ້າງຫນຶ່ງໃນລະບົບສະລັບສັບຊ້ອນທີ່ສຸດຂອງ polytypism ໃນວິທະຍາສາດວັດສະດຸ.
ບໍ່ເຫມືອນກັບເຊລາມິກຫຼາຍທີ່ມີກອບເປັນແກ້ວສະຫມໍ່າສະເຫມີດ່ຽວ, SiC ມີຢູ່ໃນຫຼາຍກວ່າ 250 polytypes ທີ່ມີຊື່ສຽງ– ລຳດັບການປັກຫຼັກທີ່ແຕກຕ່າງຂອງ bilayers Si-C ທີ່ບັນຈຸປິດຢູ່ຕາມແກນ c– ແຕກຕ່າງຈາກ cubic 3C-SiC (ນອກຈາກນີ້ຍັງເອີ້ນວ່າ β-SiC) ເປັນຫົກຫລ່ຽມ 6H-SiC ແລະ rhombohedral 15R-SiC.
ຫນຶ່ງໃນ polytypes ປົກກະຕິທີ່ສຸດທີ່ໃຊ້ໃນການອອກແບບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກແມ່ນ 3C (ກ້ອນ), 4ຮ, ແລະ 6H (ທັງຫົກຫຼ່ຽມ), ແຕ່ລະສະແດງໃຫ້ເຫັນໂຄງສ້າງແຖບເອເລັກໂຕຣນິກຕ່າງໆເລັກນ້ອຍແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນ.
3C-SiC, ກັບກອບການຜະສົມສັງກະສີຂອງມັນ, ມີຊ່ອງຫວ່າງແຄບທີ່ສຸດ (~ 2.3 eV) ແລະປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຂະຫຍາຍຢູ່ໃນ substrates ຊິລິໂຄນສໍາລັບເຄື່ອງມື semiconductor, ໃນຂະນະທີ່ 4H-SiC ສະຫນອງຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ໂດດເດັ່ນແລະເປັນທີ່ນິຍົມສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີພະລັງງານສູງ.
ການຜູກມັດ covalent ແຂງແລະລັກສະນະທິດທາງຂອງ Si– ພັນທະບັດ C confer ແຂງພິເສດ, ຄວາມປອດໄພຄວາມຮ້ອນ, ແລະຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການເລື່ອນແລະການໂຈມຕີທາງເຄມີ, ເຮັດໃຫ້ SiC ເຫມາະສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະພາບແວດລ້ອມທີ່ສຸດ.
1.2 ບັນຫາ, ຝຸ່ນ, ແລະ Digital Residence
ໂດຍບໍ່ສົນເລື່ອງຂອງ intricacy ໂຄງສ້າງຂອງມັນ, SiC ສາມາດຖືກ doped ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ທັງ n-type ແລະ p-type conductivity, ອະນຸຍາດໃຫ້ນໍາໃຊ້ໃນອຸປະກອນ semiconductor.
ໄນໂຕຣເຈນ ແລະ ຟອສຟໍຣັສ ເປັນຕົວຊ່ວຍສ້າງມົນລະພິດ, ແນະນໍາເອເລັກໂຕຣນິກເຂົ້າໄປໃນແຖບສາຍສົ່ງ, ໃນຂະນະທີ່ອາລູມິນຽມນ້ໍາຫນັກເບົາແລະ boron ເຮັດວຽກເປັນຕົວຮັບ, ການຜະລິດຮູຢູ່ໃນແຖບ valence.
ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ປະສິດທິພາບ doping p-type ຖືກຈໍາກັດໂດຍອໍານາດການກະຕຸ້ນສູງ, ໂດຍສະເພາະໃນ 4H-SiC, ທີ່ເປັນອຸປະສັກສໍາລັບຮູບແບບເຄື່ອງມື bipolar.
ຂໍ້ບົກພ່ອງພື້ນເມືອງເຊັ່ນ: ການວາງສະກູຜິດ, ກ້ອງຈຸລະທັດ, ແລະຄວາມຜິດພາດຂອງ piling ສາມາດຫຼຸດລົງປະສິດທິພາບຂອງເຄື່ອງມືໂດຍການເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນສະຖານທີ່ recombination ຫຼືຫຼັກສູດການຮົ່ວໄຫຼ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການພັດທະນາໄປເຊຍກັນອັນດຽວສູງສຸດສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເອເລັກໂຕຣນິກ.
ຊ່ອງຫວ່າງທີ່ກວ້າງຂວາງ (2.3– 3.3 eV ຂຶ້ນກັບ polytype), ພື້ນທີ່ໄຟຟ້າຄວາມລົ້ມເຫຼວສູງ (~ 3 MV/ຊມ), ແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ (~ 3– 4 W/m · K ສໍາລັບ 4H-SiC) ເຮັດໃຫ້ SiC ດີກວ່າຊິລິຄອນໃນອຸນຫະພູມສູງ, ແຮງດັນສູງ, ແລະເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າຄວາມຖີ່ສູງ.
2. ການຈັດການ ແລະການອອກແບບໂຄງສ້າງຈຸລະພາກ
( Silicon Carbide Ceramics)
2.1 ເຕັກນິກການ Sintering ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນ
Silicon carbide ແມ່ນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຕາມທໍາມະຊາດທີ່ຈະມີຄວາມຫນາແຫນ້ນເນື່ອງຈາກການຜູກມັດ covalent ທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະຄ່າສໍາປະສິດການກະຈາຍຕົວຂອງມັນເອງຫຼຸດລົງ., ຕ້ອງການເຕັກນິກການປຸງແຕ່ງທີ່ມີນະວັດຕະກໍາເພື່ອໃຫ້ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຢ່າງເຕັມທີ່ໂດຍບໍ່ມີສານເຕີມແຕ່ງຫຼືດ້ວຍການຊ່ວຍເຫຼືອ sintering ຫນ້ອຍຫຼາຍ.
ການ sintering ທີ່ບໍ່ມີຄວາມກົດດັນຂອງຝຸ່ນ submicron SiC ແມ່ນເປັນໄປໄດ້ດ້ວຍການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງ boron ແລະຄາບອນ., ເຊິ່ງສົ່ງເສີມຄວາມຫນາແຫນ້ນໂດຍການກໍາຈັດຊັ້ນ oxide ແລະເສີມຂະຫຍາຍການແຜ່ກະຈາຍຂອງລັດແຂງ.
ການຊຸກຍູ້ທີ່ອົບອຸ່ນໃຊ້ຄວາມກົດດັນ uniaxial ໃນລະຫວ່າງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໃນເຮືອນ, ອະນຸຍາດໃຫ້ຄວາມຫນາແຫນ້ນຢ່າງເຕັມທີ່ໃນລະດັບອຸນຫະພູມຫຼຸດລົງ (~ 1800– 2000 °C )ແລະສ້າງເມັດພືດລະອຽດ, ອົງປະກອບທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການຫຼຸດຜ່ອນອຸປະກອນແລະໃສ່ໃນພາກສ່ວນ.
ສໍາລັບຮູບຮ່າງໃຫຍ່ຫຼືສັບສົນ, ການຜູກມັດການຕອບສະ ໜອງ ແມ່ນໃຊ້, ບ່ອນທີ່ preforms ກາກບອນ porous ແມ່ນ penetrated ກັບ silicon molten ຢູ່ ~ 1600 °C, ການສ້າງ β-SiC ຢູ່ໃນສະຖານທີ່ທີ່ມີການຫົດຕົວຂອງຂອບ.
ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຊິລິຄອນທີ່ບໍ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ເຫຼືອ (~ 5– 10%) ຍັງຄົງຢູ່ໃນໂຄງສ້າງຈຸລະພາກ, ຈໍາກັດປະສິດທິພາບຂອງອຸນຫະພູມສູງແລະການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງຂ້າງເທິງ 1300 °C.
2.2 ການຜະລິດເພີ່ມເຕີມແລະການຜະລິດຮູບຮ່າງໃກ້ສຸດທິ
ບາດກ້າວບຸກທະລຸໃນປະຈຸບັນໃນການຜະລິດເພີ່ມເຕີມ (AM), ໂດຍສະເພາະ binder jetting ແລະ stereolithography ໂດຍໃຊ້ຝຸ່ນ SiC ຫຼືໂພລີເມີ preceramic, ອະນຸຍາດໃຫ້ການປະດິດສ້າງຂອງຮູບຄະນິດສາດ intricate ໃນເມື່ອກ່ອນບໍ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ດ້ວຍວິທີການທໍາມະດາ.
ໃນເຊລາມິກທີ່ມາຈາກໂພລີເມີ (PDC) ເສັ້ນທາງ, ນ້ໍາ SiC forerunners ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍຜ່ານການພິມ 3D ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ pyrolyzed ໃນຄວາມຮ້ອນເພື່ອຜະລິດ amorphous ຫຼື nanocrystalline SiC., ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວຕ້ອງການຄວາມຫນາແຫນ້ນຫຼາຍ.
ເຕັກນິກເຫຼົ່ານີ້ຫຼຸດລົງລາຄາເຄື່ອງຈັກແລະສິ່ງເສດເຫຼືອຂອງຜະລິດຕະພັນ, ເຮັດໃຫ້ SiC ມີຫຼາຍຂຶ້ນສໍາລັບອາວະກາດ, ນິວເຄຼຍ, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກແລກປ່ຽນຄວາມອົບອຸ່ນທີ່ການຈັດວາງທີ່ຊັບຊ້ອນເສີມຂະຫຍາຍປະສິດທິພາບ.
ການປະຕິບັດຫຼັງການປຸງແຕ່ງເຊັ່ນ: ການແຊກຊຶມຂອງໄອສານເຄມີ (CVI) ຫຼືນ້ໍາຊິລິຄອນ seepage (LSI) ບາງຄັ້ງຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປັບປຸງຄວາມຫນາແຫນ້ນແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງກົນຈັກ.
3. ກົນຈັກ, ຄວາມຮ້ອນ, ແລະປະສິດທິພາບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ
3.1 ຄວາມເຂັ້ມແຂງ, ຄວາມແຂງ, ແລະໃຊ້ຄວາມຕ້ານທານ
Silicon carbide ຈັດອັນດັບໃນບັນດາຜະລິດຕະພັນທີ່ໄດ້ຮັບການຍອມຮັບຍາກທີ່ສຸດ, ມີ Mohs ແຂງຂອງ ~ 9.5 ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງ Vickers ລື່ນກາຍ 25 ຄະແນນສະເລ່ຍ, ເຮັດໃຫ້ມັນມີພູມຕ້ານທານສູງຕໍ່ການຂັດ, ການແຕກແຍກ, ແລະຂູດ.
ຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ຂອງມັນໂດຍທົ່ວໄປຕັ້ງແຕ່ 300 ກັບ 600 MPa, ອີງໃສ່ວິທີການປຸງແຕ່ງແລະຂະຫນາດເມັດພືດ, ແລະມັນຮັກສາຄວາມເຄັ່ງຄັດຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງເຖິງ 1400 ° C ໃນສະພາບແວດລ້ອມ inert.
ຄວາມເຂັ້ມແຂງກະດູກຫັກ, ໃນຂະນະທີ່ປານກາງ (~ 3– 4 MPa · m 1ST / TWO), ແມ່ນພຽງພໍສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະຖາປັດຕະຍະກໍາຈໍານວນຫລາຍ, ໂດຍສະເພາະໃນເວລາທີ່ປະສົມປະສານກັບການສະຫນັບສະຫນູນເສັ້ນໄຍໃນອົງປະກອບເຊລາມິກມາຕຣິກເບື້ອງ (CMCs).
CMCs ທີ່ອີງໃສ່ SiC ຖືກນໍາໃຊ້ໃນແຜ່ນໃບຄ້າຍຄື turbine, ສາຍໄຟເຜົາ, ແລະລະບົບເບກ, ບ່ອນທີ່ພວກເຂົາສະຫນອງການປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍນ້ໍາຫນັກ, ປະສິດທິພາບອາຍແກັສ, ແລະຊີວິດການບໍລິການແກ່ຍາວຫຼາຍກວ່າການທຽບເທົ່າໂລຫະ.
ການຕໍ່ຕ້ານການສວມໃສ່ພິເສດຂອງມັນເຮັດໃຫ້ SiC ສົມບູນແບບສໍາລັບການປະທັບຕາ, ລູກປືນ, ອົງປະກອບຂອງປັ໊ມ, ແລະໄສ້ ballistic, ບ່ອນທີ່ຄວາມທົນທານພາຍໃຕ້ການໂຫຼດກົນຈັກຮ້າຍແຮງແມ່ນສໍາຄັນ.
3.2 ຄວາມທົນທານຕໍ່ຄວາມຮ້ອນ ແລະຄວາມປອດໄພຂອງອົກຊີ
ຫນຶ່ງໃນຄຸນສົມບັດທີ່ຢູ່ອາໄສຫຼືການຄ້າທີ່ເປັນປະໂຫຍດທີ່ສຸດຂອງ SiC ແມ່ນການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ– ປະມານ 490 W/m · K ສໍາລັບແກ້ວດຽວ 4H-SiC ແລະ ~ 30– 120 W/m · K ສໍາລັບປະເພດ polycrystalline– ເກີນກວ່າໂລຫະຫຼາຍຊະນິດ ແລະເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້ສໍາລັບການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບ.
ຊັບສິນທີ່ຢູ່ອາໄສນີ້ແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນໃນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ບ່ອນທີ່ອຸປະກອນ SiC ສ້າງຄວາມຮ້ອນຂອງສິ່ງເສດເຫຼືອຫນ້ອຍລົງຫຼາຍແລະສາມາດແລ່ນໄດ້ໃນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຫຼາຍກ່ວາອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ຊິລິໂຄນ..
ໃນລະດັບອຸນຫະພູມທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໃນສະພາບແວດລ້ອມ oxidizing, SiC ສ້າງ silica ປ້ອງກັນ (SiO ₂) ຊັ້ນທີ່ຫຼຸດຜ່ອນການຜຸພັງເພີ່ມເຕີມ, ສະເຫນີຄວາມທົນທານທາງດ້ານນິເວດວິທະຍາທີ່ດີເທົ່າທີ່ ~ 1600 °C.
ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນບັນຍາກາດທີ່ອຸດົມສົມບູນຂອງອາຍນ້ໍາ, ຊັ້ນນີ້ສາມາດ volatilize ເປັນ Si(ໂອ້)₄, ສົ່ງຜົນໃຫ້ມີການເຊື່ອມໂຊມເລັ່ງ– ສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນໃນການນໍາໃຊ້ turbine ອາຍແກັສ.
4. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂັ້ນສູງໃນພະລັງງານ, ອຸປະກອນອີເລັກໂທຣນິກ, ແລະອາວະກາດ
4.1 ອຸປະກອນອີເລັກໂທຣນິກພະລັງງານ ແລະອຸປະກອນເຊມິຄອນດັກເຕີ
Silicon carbide ໄດ້ຫັນປ່ຽນພະລັງງານໄຟຟ້າໂດຍການເຮັດໃຫ້ມັນເປັນໄປໄດ້ສໍາລັບ gadgets ເຊັ່ນ Schottky diodes, MOSFETs, ແລະ JFETs ທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ແຮງດັນສູງ, ຄວາມຖີ່, ແລະອຸນຫະພູມຫຼາຍກ່ວາການຈັບຄູ່ຊິລິໂຄນ.
ເຄື່ອງມືເຫຼົ່ານີ້ຫຼຸດລົງການສູນເສຍພະລັງງານໃນຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ, inverter ພະລັງງານທົດແທນ, ແລະການຂັບລົດມໍເຕີໄຟຟ້າທາງການຄ້າ, ເພີ່ມທະວີການປະສິດທິພາບພະລັງງານໃນທົ່ວໂລກ.
ຄວາມສາມາດທີ່ຈະດໍາເນີນການຢູ່ໃນລະດັບອຸນຫະພູມ junction ຫຼາຍກວ່າ 200 ° C ອະນຸຍາດໃຫ້ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ຄ່ອງຕົວ ແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງລະບົບເພີ່ມຂຶ້ນ.
ນອກຈາກນັ້ນ, SiC wafers ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ substratums ສໍາລັບ gallium nitride (ກາ) epitaxy ໃນ transistors ເຄື່ອນທີ່ເອເລັກໂຕຣນິກສູງ (HEMTs), ປະສົມປະສານຄວາມໄດ້ປຽບຂອງທັງສອງ semiconductors ແຖບກ້ວາງ.
4.2 ນິວເຄລຍ, ຍານອາວະກາດ, ແລະອຸປະກອນ Optical
ໃນໂຮງງານໄຟຟ້າປະລໍາມະນູ, SiC ແມ່ນອົງປະກອບຫຼັກຂອງການໃສ່ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟທີ່ທົນທານຕໍ່ອຸປະຕິເຫດ, ບ່ອນທີ່ການດູດຊຶມນິວຕຣອນຫຼຸດລົງຂອງມັນ, ການຕໍ່ຕ້ານລັງສີ, ແລະຄວາມທົນທານຂອງອຸນຫະພູມສູງປັບປຸງຄວາມປອດໄພແລະຄວາມປອດໄພແລະປະສິດທິພາບ.
ໃນອາວະກາດ, SiC fiber-reinforced composites ຖືກນໍາໃຊ້ໃນເຄື່ອງຈັກ jet ແລະລົດ hypersonic ສໍາລັບນ້ໍາຫນັກເບົາແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນ..
ນອກຈາກນັ້ນ, ກະຈົກ SiC ທີ່ລຽບງ່າຍແມ່ນໃຊ້ກ້ອງ telescopes ກ່ອນຫນ້າເນື່ອງຈາກອັດຕາສ່ວນຄວາມແຂງຕໍ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ., ສະຖຽນລະພາບຄວາມຮ້ອນ, ແລະ polishability ກັບ sub-nanometer roughness.
ສະຫຼຸບ, ເຊລາມິກຊິລິໂຄນ carbide ຢືນສໍາລັບແກນຫຼັກຂອງວັດສະດຸທີ່ທັນສະໄຫມທີ່ທັນສະໄຫມ, ສົມທົບການກົນຈັກທີ່ໂດດເດັ່ນ, ຄວາມຮ້ອນ, ແລະຄຸນສົມບັດດິຈິຕອນ.
ດ້ວຍການຄວບຄຸມສະເພາະຂອງ polytype, ໂຄງປະກອບຈຸລະພາກ, ແລະການຈັດການ, SiC ຍັງຄົງເພື່ອໃຫ້ສາມາດປະດິດສ້າງເຕັກໂນໂລຢີໃນພະລັງງານ, ການຂົນສົ່ງ, ແລະວິສະວະກໍາການຕັ້ງຄ່າທີ່ສຸດ.
5. ຜູ້ສະຫນອງ
TRUNNANO ເປັນຜູ້ສະຫນອງຝຸ່ນ Tungsten Spherical ກັບຫຼາຍກວ່າ 12 ປະສົບການຫຼາຍປີໃນການອະນຸລັກພະລັງງານໃນການກໍ່ສ້າງ nano ແລະການພັດທະນາ nanotechnology. ມັນຍອມຮັບການຈ່າຍເງິນຜ່ານບັດເຄຣດິດ, T/T, West Union ແລະ Paypal. Trunnano ຈະສົ່ງສິນຄ້າໄປໃຫ້ລູກຄ້າຢູ່ຕ່າງປະເທດຜ່ານ FedEx, DHL, ໂດຍທາງອາກາດ, ຫຼືທາງທະເລ. ຖ້າທ່ານຕ້ອງການຮູ້ເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບ Spherical Tungsten Powder, ກະລຸນາຮູ້ສຶກວ່າບໍ່ເສຍຄ່າເພື່ອຕິດຕໍ່ພວກເຮົາແລະສົ່ງສອບຖາມ([email protected]).
ປ້າຍກຳກັບ: Silicon carbide ceramic,ຜະລິດຕະພັນເຊລາມິກ silicon carbide, ເຊລາມິກອຸດສາຫະກໍາ
ບົດຄວາມ ແລະຮູບພາບທັງໝົດແມ່ນມາຈາກອິນເຕີເນັດ. ຖ້າມີບັນຫາລິຂະສິດ, ກະລຸນາຕິດຕໍ່ພວກເຮົາໃນເວລາລຶບ.
ສອບຖາມພວກເຮົາ