1. Residenzi Materjali u Integrità Strutturali
1.1 Karatteristiċi Intrinsiċi tas-Silikon Carbide
(Griġjoli tal-Karbur tas-Silikon)
Karbur tas-silikon (SiC) hija sustanza taċ-ċeramika kovalenti magħmula minn silikon u atomi tal-karbonju mwaqqfa f'qafas ta 'kannizzata tetraedral, prinċipalment eżistenti fil over 250 tipi politipiċi, b'6H, 4H, u 3C hija waħda mill-aktar xierqa.
It-twaħħil direzzjonali solidu tiegħu jagħti ebusija eċċezzjonali (Mohs ~ 9.5), konduttività termali għolja (80– 120 W/(m · K )għal kristalli solitarji puri), u inertezza kimika impressjonanti, jagħmilha waħda mill-aktar materjali robusti għal atmosferi severi.
Il-bandgap kbir (2.9– 3.3 eV) jiżgura insulazzjoni elettrika eċċezzjonali fil-livell tat-temperatura tal-kamra u reżistenza għolja għall-ħsarat mir-radjazzjoni, filwaqt li l-koeffiċjent imnaqqas tat-tkabbir termali tiegħu (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ K) jikkontribwixxi għal reżistenza eċċezzjonali għal xokk termali.
Dawn il-proprjetajiet intrinsiċi huma ppreservati wkoll f'temperaturi li jmorru lil hinn 1600 ° C, li jippermetti li SiC jippreserva l-integrità arkitettonika taħt espożizzjoni diretta fit-tul għal azzar li jinħall, tip, u gassijiet reattivi.
B'differenza porċellani ossidu bħall-alumina, Is-SiC ma jirrispondix faċilment bil-karbonju jew ewtektiċi tat-tidwib baxx tat-tip biex jimminimizzaw l-ambjenti, vantaġġ importanti fl-immaniġġjar metallurġiku u semikonduttur.
Meta fabbrikati fi griġjoli– bastimenti magħmula biex jinkludu u materjali tas-sħana– SiC jaqbeż materjali tradizzjonali bħall-kwarz, grafita, u alumina kemm fl-istennija tal-ħajja kif ukoll fl-integrità tal-proċess.
1.2 Mikrostruttura u Sigurtà Mekkanika
Il-prestazzjoni tal-griġjoli SiC hija marbuta bir-reqqa mal-mikrostruttura tagħhom, li tiddependi fuq il-metodu ta 'produzzjoni u l-ingredjenti tas-sinterizzazzjoni użati.
Griġjoli ta 'grad refrattorju huma tipikament prodotti bl-użu ta' twaħħil ta 'rispons, fejn il-preformi tal-karbonju poruż huma ppenetrati b'silikon likwifikat, li jiffurmaw β-SiC permezz tar-rispons Si(l) + Ċ(s) → SiC(s).
Dan il-proċess jiġġenera struttura komposta ta 'SiC primarju b'silikon residwu bla spiża (5– 10%), li jsaħħaħ il-konduttività termali iżda jista' jirrestrinġi l-użu fuq 1414 ° C(il-fattur tat-tidwib tas-silikon).
Bil-maqlub, griġjoli SiC kompletament sinterizzati huma magħmula permezz ta' sinterizzazzjoni fi stat solidu jew f'fażi likwida bl-użu ta' boron u addittivi tal-karbonju jew alumina-ittrija, kisba densità kważi teoretika u purità akbar.
Dawn juru reżistenza superjuri għat-tkessiq u sigurtà ta 'ossidazzjoni madankollu huma aktar għaljin u diffiċli biex isiru f'daqsijiet kbar.
( Griġjoli tal-Karbur tas-Silikon)
Il-fine-grained, mikrostruttura interlacing ta 'SiC sinterizzat tipprovdi reżistenza eċċezzjonali għall-eżawriment termali u d-diżintegrazzjoni mekkanika, kritiku meta timmaniġġja silikon likwifikat, ġermanju, jew komposti III-V fi proċeduri ta 'żvilupp tal-kristall.
Disinn tal-fruntiera tal-qamħ, inkluż il-kontroll tat-tieni stadji u l-porożità, għandu funzjoni essenzjali biex jistabbilixxi robustezza dejjiema taħt tisħin ċikliku u ambjenti kimiċi aggressivi.
2. Prestazzjoni Termali u Reżistenza Ambjentali
2.1 Konduttività Termali u Distribuzzjoni Saħħan
Wieħed mill-vantaġġi li jiddefinixxu l-griġjoli SiC huwa l-konduttività termali għolja tagħhom, li jippermetti trasferiment sħun veloċi u uniformi matul l-immaniġġjar f'temperatura għolja.
Għall-kuntrarju ta 'prodotti ta' konduttività baxxa bħal silika integrata (1– 2 W/(m · K)), SiC jxerred b'mod effiċjenti l-enerġija termali madwar il-ħajt tal-griġjol, tnaqqis ta’ hot spots lokalizzati u gradjenti termali.
Din l-armonija hija meħtieġa fi proċessi bħas-solidifikazzjoni direzzjonali tas-silikon multikristallin għall-fotovoltajċi, fejn l-omoġenità tal-livell tat-temperatura impatt dritta kwalità għolja kristall u ħxuna difett.
It-taħlita ta 'konduttività għolja u espansjoni termali mnaqqsa tikkawża kriterju ta' xokk termali eċċezzjonalment għoli (R = k(1 - n)a/ p), jagħmlu griġjoli SiC reżistenti għall-qsim matul iċ-ċikli ta 'tisħin jew tkessiħ tad-dar malajr.
Dan jippermetti rati aktar mgħaġġla tar-rampa tas-sistema tat-tisħin, throughput imtejjeb, u tnaqqis fil-ħin ta 'waqfien bħala riżultat ta' falliment tal-griġjol.
Barra minn hekk, il-kapaċità tal-materjal li joqgħod għal ċikliżmu termali ripetut mingħajr qerda konsiderevoli jagħmilha adattata għall-ipproċessar tas-sett f'ħiters kummerċjali li jaħdmu fuq 1500 ° C.
2.2 Ossidazzjoni u Kompatibilità Kimika
F'livelli ta' temperatura elevati fl-arja, SiC jgħaddi minn ossidazzjoni faċli, li jiffurmaw saff protettiv ta 'silika amorfa (SiO TNEJN) fuq il-wiċċ tagħha: SiC + 3/2 O ₂ → SiO TNEJN + CO.
Dan is-saff igglejżjat jiddensifika f'temperaturi għoljin, jaġixxi bħala barriera tad-diffużjoni li tnaqqas aktar l-ossidazzjoni u tipproteġi l-istruttura taċ-ċeramika sottostanti.
Madankollu, f'ambjenti li qed jonqsu jew kundizzjonijiet tal-vakwu– tas-soltu fir-raffinar tas-semikondutturi u l-azzar– ossidazzjoni hija mrażżna, u SiC ikompli jkun kimikament stabbli kontra silikon imdewweb, aluminju ta 'piż ħafif, u diversi gagazza.
Jirreżisti x-xoljiment u r-rispons b'silikon likwifikat sa 1410 ° C, għalkemm espożizzjoni estiża tista 'tirriżulta f'ġbir żgħir tal-karbonju jew roughening tal-interface.
B'mod kruċjali, Is-SiC ma jippreżentax kontaminazzjonijiet metalliċi f'tidwib delikat, ħtieġa kruċjali għall-manifattura tas-silikon ta 'grad elettroniku fejn kontaminazzjoni minn Fe, Cu, jew Cr jeħtieġ li jinżamm taħt il-livelli ppb.
Madankollu, trid tingħata attenzjoni meta jiġu pproċessati metalli alkaline earth jew ossidi li jirrispondu ħafna, peress li xi wħud jistgħu jilbsu SiC f'livelli ta 'temperatura severa.
3. Proċessi ta' Produzzjoni u Kontroll tal-Kwalità
3.1 Metodi ta 'Kostruzzjoni u Kontroll Dimensjonali
Il-produzzjoni tal-griġjoli tas-SiC tinkludi l-iffurmar, tnixxif, u sinterizzazzjoni jew infiltrazzjoni f'temperatura għolja, b'tekniki magħżula bbażati fuq purità meħtieġa, daqs, u applikazzjoni.
L-istrateġiji tal-ħolqien tas-soltu jinkludu l-ippressar iżostatiku, estrużjoni, u slide tixrid, kull wieħed joffri gradi differenti ta 'preċiżjoni dimensjonali u uniformità mikrostrutturali.
Għal griġjoli kbar utilizzati fit-tixrid tal-ingotti solari, L-ippressar iżostatiku jagħmel żgur ħxuna u ħxuna tal-wiċċ tal-ħajt konsistenti, titnaqqas it-theddida ta 'tkabbir u falliment termali irregolari.
SiC marbut mar-reazzjoni (RBSC) griġjoli huma affordabbli u komunement utilizzati fil-funderiji u s-swieq solari, għalkemm rikorrenti silikon restrizzjonijiet temperatura massima soluzzjoni.
SiC sinterizzat (SSiC) verżjonijiet, filwaqt li jiswa żejjed, jittrattaw purezza notevoli, ebusija, u reżistenza għall-istrajk kimiku, jagħmluhom xierqa għal applikazzjonijiet ta 'valur għoli bħall-iżvilupp tal-kristall GaAs jew InP.
Makkinar ta 'preċiżjoni wara s-sinterizzazzjoni jista' jintalab biex jinkisbu reżistenzi stretti, partikolarment għall-griġjoli magħmula użu minn fil-friża pendil wieqfa (VGF) jew Czochralski (CZ) sistemi.
L-irfinar tal-erja tal-wiċċ huwa kritiku biex inaqqas is-siti tan-nukleazzjoni għal difetti u jiżgura fluss bla xkiel tat-tidwib matul it-tixrid..
3.2 Kontroll tal-Kwalità u Validazzjoni tal-Effiċjenza
L-assigurazzjoni tal-kwalità rigoruża hija importanti biex tiġi żgurata l-affidabbiltà u l-ħajja twila tal-griġjoli SiC taħt kundizzjonijiet operattivi li jeħtieġu.
Tekniki ta' analiżi mhux distruttivi bħal screening ultrasoniku u tomografija bir-raġġi-X huma utilizzati biex jinstabu l-qasmiet ta 'ġewwa, spazji, jew varjazzjonijiet fil-ħxuna.
Analiżi kimika bl-użu ta' XRF jew ICP-MS tikkonferma gradi baxxi ta' kontaminazzjonijiet metalliċi, filwaqt li l-konduttività termali u s-saħħa tal-flessjoni huma determinati biex jivvalidaw il-konsistenza tal-prodott.
Il-griġjoli ħafna drabi huma soġġetti għal eżamijiet simulati taċ-ċikli termali qabel il-kunsinna biex jiġu ddeterminati modi possibbli ta 'falliment.
It-traċċabilità u l-akkreditazzjoni tas-sett huma komuni fil-ktajjen tal-provvista semikondutturi u aerospazjali, fejn in-nuqqas ta' komponent jista' jwassal għal telf ta' produzzjoni għali.
4. Applikazzjonijiet u Effett Tekniku
4.1 Industriji Semikondutturi u Fotovoltajċi
Il-griġjoli tal-karbur tas-silikon għandhom rwol kruċjali fil-manifattura ta 'silikon ta' purità għolja kemm għall-mikroelettronika kif ukoll għaċ-ċelloli solari.
Fi fran ta 'solidifikazzjoni direzzjonali għal ingotti fotovoltajċi multikristallini, griġjoli kbar tas-SiC jaġixxu bħala l-kontenitur primarju għas-silikon likwifikat, iż-żamma tal-livelli tat-temperatura 'l fuq 1500 ° C għal bosta ċikli.
L-inertezza kimika tagħhom twaqqaf il-kontaminazzjoni, filwaqt li s-sigurtà termali tagħhom tiżgura fronti ta 'solidifikazzjoni konsistenti, iwassal għal wejfers ta 'kwalità ogħla b'inqas pożizzjonijiet ħażin u konfini tal-qamħ.
Xi manifatturi jiksu l-erja tas-superfiċje interna b'nitrur tas-silikon jew silika biex inaqqsu wkoll il-bond u jiffaċilitaw ir-rilaxx tal-ingotti wara li jibred.
Fi tkabbir Czochralski fuq skala ta 'riċerka ta' semikondutturi komposti, griġjoli SiC ta' daqs iżgħar huma użati biex iżommu t-tidwib ta' GaAs, InSb, jew CdTe, fejn ir-reattività marġinali u s-sigurtà dimensjonali huma kritiċi.
4.2 Metallurġija, Fabbrika, u Teknoloġiji Emerġenti
Lil hinn semikondutturi, Il-griġjoli tas-SiC huma indispensabbli fir-raffinar tal-azzar, preparazzjoni tal-liga, u proċeduri ta 'tidwib fuq skala tal-laboratorju li jinvolvu l-aluminju, ram, u elementi ta' art rari.
Ir-reżistenza tagħhom għal xokk termali u erożjoni tagħmilhom adattati għal sistemi ta 'tisħin ta' induzzjoni u reżistenza fil-funderiji, fejn jgħixu aktar mill-alternattivi tal-grafita u tal-alumina b'diversi ċikli.
Fil-manifattura addittiva ta 'metalli li jirrispondu, Il-kontenituri tas-SiC jintużaw fit-tidwib tal-induzzjoni tal-vacuum cleaner biex jipprevjenu l-funzjonament ħażin u l-kontaminazzjoni tal-griġjol.
Applikazzjonijiet li joħorġu jikkonsistu attivaturi tal-melħ imdewweb u sistemi ta 'enerġija solari ffukati, fejn ir-reċipjenti tas-SiC jistgħu jinkludu melħ f'temperatura għolja jew metalli fluwidi għall-ħażna tal-enerġija termali.
Bi żviluppi kontinwi fl-innovazzjoni tas-sinterizzazzjoni u d-disinn tal-kisi, Il-griġjoli tas-SiC huma lesti biex jappoġġjaw l-ipproċessar tal-materjali tal-ġenerazzjoni li jmiss, jagħmilha possibbli għal aktar nodfa, ferm aktar effiċjenti, u sistemi termali kummerċjali skalabbli.
Fir-recap, griġjoli tal-karbur tas-silikon jirrappreżentaw teknoloġija li tippermetti kritika fis-sintesi tal-prodott b'temperatura għolja, li tgħaqqad termali notevoli, mekkaniċi, u l-effiċjenza kimika f'parti waħda ta' inġinerija.
Adozzjoni prevalenti tagħhom matul semikondutturi, solari, u l-industriji metallurġiċi jenfasizzaw id-dmir tagħhom bħala pedament tal-porċellani kummerċjali kontemporanji.
5. Bejjiegh
Ċeramika Avvanzata mwaqqfa f'Ottubru 17, 2012, hija intrapriża ta 'teknoloġija għolja impenjata għar-riċerka u l-iżvilupp, produzzjoni, ipproċessar, bejgħ u servizzi tekniċi ta 'materjali u prodotti taċ-ċeramika relattivi. Il-prodotti tagħna jinkludu iżda mhux limitati għal Prodotti taċ-ċeramika tal-Boron Carbide, Prodotti taċ-ċeramika tan-nitrur tal-boron, Prodotti taċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon, Prodotti taċ-ċeramika tan-nitrur tas-silikon, Prodotti taċ-ċeramika tad-dijossidu taż-żirkonju, eċċ. Jekk inti interessat, jekk jogħġbok tħossok liberu li tikkuntattjana.
Tikketti: Griġjoli tal-Karbur tas-Silikon, Ċeramika tal-karbur tas-silikon, Griġjoli taċ-ċeramika tal-karbur tas-silikon
L-artikoli u l-istampi kollha huma mill-Internet. Jekk ikun hemm xi kwistjonijiet dwar id-drittijiet tal-awtur, jekk jogħġbok ikkuntattjana fil-ħin biex tħassar.
Inkjesta magħna