1. Материаллаг орон сууц ба бүтцийн бүрэн бүтэн байдал
1.1 Цахиурын карбидын үндсэн шинж чанарууд
(Цахиурын карбидын тигель)
Цахиурын карбид (SiC) Энэ нь тетраэдр торонд тогтсон цахиур ба нүүрстөрөгчийн атомуудаас тогтсон ковалент керамик бодис юм., голчлон гаруйд байдаг 250 политипийн төрлүүд, 6H-тай, 4Х, 3С нь хамгийн тохиромжтой хувилбаруудын нэг юм.
Түүний хатуу чиглэлтэй холболт нь онцгой хатуулаг өгдөг (Мохс ~ 9.5), өндөр дулаан дамжуулалт (80– 120 W/(м · К )цэвэр ганц талстуудын хувьд), мөн гайхалтай химийн идэвхгүй байдал, Энэ нь хүнд уур амьсгалд хамгийн бат бөх материалуудын нэг болгодог.
Том зурвас (2.9– 3.3 eV) Өрөөний температурын түвшинд онцгой цахилгаан тусгаарлагч, цацрагийн гэмтэлд тэсвэртэй байдлыг баталгаажуулдаг, харин түүний дулааны өсөлтийн коэффициент буурсан (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ К) онцгой дулааны цочролыг тэсвэрлэхэд хувь нэмэр оруулдаг.
Эдгээр өвөрмөц шинж чанарууд нь хэт өндөр температурт ч хадгалагддаг 1600 ° C, SiC нь гэсгээх ганд удаан хугацаагаар өртөх үед архитектурын бүрэн бүтэн байдлыг хадгалах боломжийг олгодог., төрлийн, болон реактив хий.
Хөнгөн цагааны исэл зэрэг исэл шаазантай адилгүй, SiC нь уур амьсгалыг багасгахын тулд нүүрстөрөгч эсвэл бага хайлдаг эвтектикт шууд хариу үйлдэл үзүүлэхгүй., металлургийн болон хагас дамжуулагчтай харьцах чухал давуу тал.
Тигель болгон үйлдвэрлэсэн үед– оруулах болон дулаан материалаар хийсэн савнууд– SiC нь кварц гэх мэт уламжлалт материалаас давж гардаг, бал чулуу, болон хөнгөн цагааны исэл нь дундаж наслалт болон үйл явцын бүрэн бүтэн байдалд хоёуланд нь.
1.2 Бичил бүтэц ба механик хамгаалалт
SiC тигелийн гүйцэтгэл нь тэдгээрийн бичил бүтэцтэй нягт холбоотой байдаг, Энэ нь үйлдвэрлэлийн арга, ашигласан агломерын найрлагад тулгуурладаг.
Галд тэсвэртэй зэрэглэлийн тигльүүдийг ихэвчлэн хариу холболтыг ашиглан үйлдвэрлэдэг, сүвэрхэг нүүрстөрөгчийн урьдчилсан хэлбэрийг шингэрүүлсэн цахиураар нэвчүүлэх, Si хариу урвалаар β-SiC үүсгэдэг(л) + C(с) → SiC(с).
Энэ процесс нь үлдэгдэл зардалгүй цахиур бүхий анхдагч SiC-ийн нийлмэл бүтцийг бий болгодог (5– 10%), Энэ нь дулаан дамжуулалтыг нэмэгдүүлдэг боловч ашиглалтыг хязгаарлаж болзошгүй 1414 ° C(цахиурын хайлах хүчин зүйл).
Харин эсрэгээрээ, бүрэн шингэрүүлсэн SiC тигель нь бор, нүүрстөрөгч эсвэл хөнгөн цагааны истритийн нэмэлтийг ашиглан хатуу төлөвт эсвэл шингэн фазын агломероор хийгдсэн байдаг., онолын ойролцоо нягтрал, илүү цэвэршилтийг олж авах.
Эдгээр нь мөлхөх эсэргүүцэл, исэлдэлтийн аюулгүй байдлыг харуулдаг боловч том хэмжээтэй хийхэд илүү үнэтэй бөгөөд хэцүү байдаг..
( Цахиурын карбидын тигель)
нарийн ширхэгтэй, Синтерсэн SiC-ийн харилцан уялдаатай бичил бүтэц нь дулааны хомсдол, механик задралд онцгой эсэргүүцэл үзүүлдэг., шингэрүүлсэн цахиуртай ажиллахад чухал ач холбогдолтой, германи, эсвэл III-V нэгдлүүдийг болор боловсруулах журамд.
Үр тарианы хилийн загвар, хоёр дахь шат ба сүвэрхэг байдлыг хянах зэрэг орно, Цикл халаалт болон түрэмгий химийн орчинд бат бөх чанарыг бий болгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг..
2. Дулааны гүйцэтгэл ба хүрээлэн буй орчны эсэргүүцэл
2.1 Дулаан дамжуулалт ба дулаан тархалт
SiC тигелийн тодорхойлогч давуу талуудын нэг нь өндөр дулаан дамжуулалт юм, Энэ нь өндөр температурт ажиллахад хурдан бөгөөд жигд дулаан дамжуулах боломжийг олгодог.
Нэгдсэн цахиур зэрэг бага дамжуулалттай бүтээгдэхүүнээс ялгаатай (1– 2 W/(м · К)), SiC нь дулааны энергийг тигелийн хананд үр ашигтайгаар тараадаг, орон нутгийн халуун цэгүүд болон дулааны градиентийг багасгах.
Энэхүү зохицол нь фотоволтайкийн олон талст цахиурыг чиглэлтэй хатууруулах зэрэг процессуудад зайлшгүй шаардлагатай., Температурын түвшний нэгэн төрлийн байдал нь болорын өндөр чанар, согогийн зузаан зэрэгт шууд нөлөөлдөг.
Өндөр дамжуулалт ба дулааны тэлэлт багассан холимог нь дулааны цохилтын онцгой өндөр шалгуурыг үүсгэдэг. (R = k(1 - n)a/ p), SiC тигелийг гэрийн хурдан халаах эсвэл хөргөх явцад хагарахад тэсвэртэй болгох.
Энэ нь халаалтын системийн налуу хурдыг хурдасгах боломжийг олгодог, сайжруулсан дамжуулалт, мөн тигелийн эвдрэлийн үр дүнд зогсолт багассан.
Түүнээс гадна, Материал нь их хэмжээний эвдрэлгүйгээр олон удаа дулааны дугуй унах чадвартай тул дээр ажилладаг арилжааны халаагуурт суурилуулахад тохиромжтой. 1500 ° C.
2.2 Исэлдэлт ба химийн нийцтэй байдал
Агаар дахь өндөр температурын түвшинд, SiC амархан исэлдэлтээр дамждаг, аморф цахиурын хамгаалалтын давхарга үүсгэдэг (SiO ХОЁР) түүний гадаргуу дээр: SiC + 3/2 O ₂ → SiO ХОЁР + CO.
Энэхүү бүрхүүлтэй давхарга нь өндөр температурт нягтардаг, исэлдэлтийг удаашруулж, үндсэн керамик бүтцийг хамгаалдаг тархалтын саад болж байна..
Гэсэн хэдий ч, багасч буй орчин эсвэл вакуум нөхцөлд– хагас дамжуулагч болон ган цэвэршүүлэхэд ердийн– исэлдэлтийг дарангуйлдаг, болон SiC нь хайлсан цахиуртай харьцуулахад химийн хувьд тогтвортой хэвээр байна, хөнгөн хөнгөн цагаан, болон хэд хэдэн шаар.
Энэ нь шингэрүүлсэн цахиураар уусах, хариу үйлдэл үзүүлэхийг эсэргүүцдэг 1410 ° C, Хэдийгээр удаан хугацаагаар өртөх нь нүүрстөрөгчийг бага хэмжээгээр авах эсвэл интерфейсийн барзгаржилтыг үүсгэдэг.
Чухал ач холбогдолтой, SiC нь нарийн хайлмагт металлын бохирдол үүсгэдэггүй, Fe-ээр бохирдсон цахиурын электрон үйлдвэрлэлийн чухал хэрэгцээ, Cu, эсвэл Cr-ийг ppb түвшингээс доогуур байлгах шаардлагатай.
Гэсэн хэдий ч, Шүлтлэг шороон метал эсвэл маш их хариу үйлдэл үзүүлэх ислийг боловсруулахдаа болгоомжтой байх хэрэгтэй, Учир нь зарим нь хэт өндөр температурт SiC-ийг устгадаг.
3. Үйлдвэрлэлийн үйл явц ба чанарын хяналт
3.1 Барилгын арга ба хэмжээст хяналт
SiC тигелийн үйлдвэрлэлд хэлбэржүүлэлт орно, хатаах, болон өндөр температурт агломержуулалт буюу шүүрэлт, шаардлагатай цэвэршилт дээр үндэслэн сонгосон техникээр, хэмжээ, болон өргөдөл.
Ердийн бий болгох стратегиудад изостатик шахалт орно, шахмал, болон гулсуурын тархалт, тус бүр нь хэмжээсийн нарийвчлал, бичил бүтцийн нэгдмэл байдлыг өөр өөр түвшинд санал болгодог.
Нарны ембүү тараахад ашигладаг том тигльүүдэд, изостатик шахалт нь хананы гадаргуугийн зузаан, зузааныг жигд болгодог, дулааны жигд бус өсөлт, эвдрэлийн аюулыг бууруулах.
Урвалын холболттой SiC (RBSC) тигель нь боломжийн үнэтэй бөгөөд цутгах үйлдвэр, нарны зах зээлд түгээмэл хэрэглэгддэг, хэдийгээр давтагдах цахиур хязгаарлагдмал уусмалын хамгийн их температур.
Шингэрүүлсэн SiC (SSiC) хувилбарууд, нэмэлт зардалтай байхад, гайхалтай цэвэршүүлэх, хатуулаг, болон химийн цохилтод тэсвэртэй, тэдгээрийг GaAs эсвэл InP болор хөгжүүлэлт зэрэг өндөр үнэ цэнэтэй програмуудад тохиромжтой болгох.
Хатуу эсэргүүцэлд хүрэхийн тулд синтерлэсний дараа нарийн боловсруулалт хийх шаардлагатай байж болно, ялангуяа босоо налууд ашигласан тигелийн хувьд хөлдөөх (VGF) эсвэл Чехральски (CZ) системүүд.
Гадаргуугийн гадаргуугийн өнгөлгөө нь бөөмжилтийн цэгүүдийг алдаа дутагдлыг багасгах, тархах явцад хайлмал урсгалыг жигд байлгахад чухал ач холбогдолтой юм..
3.2 Чанарын хяналт ба үр ашгийн баталгаажуулалт
Шаардлагатай үйл ажиллагааны нөхцөлд SiC тигелийн найдвартай байдал, удаан эдэлгээтэй байхын тулд чанарын нарийн баталгаа нь чухал юм..
Хэт авианы скрининг, рентген томограф зэрэг үл эвдэх шинжилгээний аргуудыг дотоод хагарлыг илрүүлэхэд ашигладаг., зай, эсвэл зузаанын өөрчлөлт.
XRF эсвэл ICP-MS ашиглан химийн шинжилгээ хийх нь металлын бохирдол багатай болохыг баталж байна, дулаан дамжилтын илтгэлцүүр болон гулзайлтын бат бэх нь бүтээгдэхүүний тууштай байдлыг баталгаажуулахын тулд тодорхойлогддог.
Тигель нь ихэвчлэн бүтэлгүйтэх горимыг тодорхойлохын тулд хүргэхээс өмнө дулааны дугуйн дууриамал шалгалтанд хамрагддаг..
Хагас дамжуулагч болон сансар огторгуйн нийлүүлэлтийн сүлжээнд олонлогийн ул мөр, магадлан итгэмжлэл түгээмэл байдаг, бүрэлдэхүүн хэсгийн эвдрэл нь үйлдвэрлэлийн өндөр алдагдалд хүргэдэг.
4. Хэрэглээ ба техникийн нөлөө
4.1 Хагас дамжуулагч ба фотовольтийн үйлдвэрүүд
Цахиурын карбидын тигель нь микроэлектроник болон нарны зайн аль алинд нь өндөр цэвэршилттэй цахиур үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг..
Олон талст фотоволтайк ембүүгийн чиглэлтэй хатууруулах зууханд, Том SiC тигель нь шингэрүүлсэн цахиурын үндсэн савны үүрэг гүйцэтгэдэг, температурын түвшинг хадгалах 1500 Олон тооны мөчлөгийн хувьд ° C.
Тэдний химийн идэвхгүй байдал нь бохирдлыг зогсооно, Тэдний дулааны хамгаалалт нь тууштай хатуурах фронтыг баталгаажуулдаг, Энэ нь гажиг багатай, үр тарианы хил хязгаартай, өндөр чанартай ялтсуудыг бий болгоход хүргэдэг.
Зарим үйлдвэрлэгчид бондыг багасгаж, хөргөсний дараа ембүү ялгаралтыг хөнгөвчлөхийн тулд дотоод гадаргууг цахиурын нитрид эсвэл цахиураар бүрхдэг..
Судалгааны хүрээнд нийлмэл хагас дамжуулагчийн Czochralski өсөлт, GaAs-ийн гэсэлтийг барихын тулд жижиг хэмжээтэй SiC тигель ашигладаг, InSb, эсвэл CdTe, ахиу урвал ба хэмжээст аюулгүй байдал чухал байдаг.
4.2 Металлурги, Үйлдвэр, болон хөгжиж буй технологиуд
Хагас дамжуулагчаас гадна, SiC тигель нь ган боловсруулахад зайлшгүй шаардлагатай, хайлш бэлтгэх, болон хөнгөн цагааныг хамарсан лабораторийн хэмжээнд хайлуулах процедур, зэс, мөн газрын ховор элементүүд.
Тэдний дулааны цочрол, элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь цутгах үйлдвэрүүдийн индукцийн болон эсэргүүцлийн халаалтын системд тохиромжтой., графит болон хөнгөн цагааны оксидын хувилбаруудаас хэд хэдэн мөчлөгөөр илүү амьдардаг.
Хариуцлагатай металлын нэмэлт үйлдвэрлэлд, SiC савыг тоос сорогчийн индукцийн хайлмалд ашигладаг бөгөөд тигелийн эвдрэл, бохирдлоос сэргийлдэг..
Үүссэн хэрэглээ нь хайлсан давс идэвхжүүлэгчид болон нарны эрчим хүчний төвлөрсөн системүүдээс бүрддэг, SiC савнууд нь дулааны энергийг хадгалах зориулалттай өндөр температурт давс эсвэл шингэн металлыг агуулж болно.
Синтерийн инноваци, бүрээсийн дизайныг тасралтгүй хөгжүүлснээр, SiC тигель нь дараагийн үеийн материалын боловсруулалтыг дэмжихэд бэлэн байна, цэвэрлэгч болгох боломжтой, хамаагүй илүү үр дүнтэй, болон өргөтгөх боломжтой арилжааны дулааны систем.
Товчхондоо, Цахиурын карбидын тигель нь өндөр температурт бүтээгдэхүүний нийлэгжилтийн чухал боломжийг олгодог технологи юм, гайхалтай дулааныг хослуулсан, механик, мөн нэг инженерийн хэсэг дэх химийн үр ашиг.
Хагас дамжуулагчийн туршид тэдний өргөн тархсан батлах, нарны, болон металлургийн үйлдвэрүүд орчин үеийн арилжааны шаазан эдлэлийн үндэс суурь болох үүргээ онцлон тэмдэглэдэг..
5. Худалдагч
Advanced Ceramics 10-р сард байгуулагдсан 17, 2012, нь судалгаа, хөгжүүлэлтийн төлөө тууштай өндөр технологийн аж ахуйн нэгж юм, үйлдвэрлэл, боловсруулах, керамик харьцангуй материал, бүтээгдэхүүний худалдаа, техникийн үйлчилгээ. Манай бүтээгдэхүүнд бор карбидын керамик бүтээгдэхүүнүүд орно, гэхдээ үүгээр хязгаарлагдахгүй, Бор нитридын керамик бүтээгдэхүүн, Цахиурын карбидын керамик бүтээгдэхүүн, Цахиурын нитридын керамик бүтээгдэхүүн, Цирконийн давхар ислийн керамик бүтээгдэхүүн, гэх мэт. Хэрэв та сонирхож байвал, бидэнтэй холбоо барина уу.
Шошго: Цахиурын карбидын тигель, Цахиурын карбидын керамик, Цахиурын карбидын керамик тигель
Бүх нийтлэл, зургийг интернетээс авсан болно. Зохиогчийн эрхийн асуудал байвал, устгахын тулд бидэнтэй холбоо барина уу.
Биднээс асуугаарай