1. سلکان ڪاربائڊ جي ڪرسٽل ڍانچي ۽ پوليٽائپزم
1.1 ڪعبي ۽ هيڪساگونل پوليٽائپس: 3C کان 6H تائين ۽ ماضي
(Silicon Carbide سيرامڪس)
Silicon carbide (سي سي) هڪ covalently adhered سيرامڪ آهي جيڪو سلڪون ۽ ڪاربان ايٽمس تي مشتمل آهي جيڪو ٽيٽراهڊرل سيڪرونائيزيشن ۾ قائم ڪيو ويو آهي, مادي سائنس ۾ پوليٽائپزم جي سڀ کان وڌيڪ پيچيده نظام مان هڪ ٺاهيندي.
هڪ اڪيلائيء واري مستحڪم ڪرسٽل فريم ورڪ سان ڪيترن ئي سيرامڪس جي برعڪس, سي سي اوور ۾ موجود آهي 250 مشهور polytypes– سي-محور سان گڏ ويجھي ڀريل Si-C بائليئرز جا الڳ پائلنگ تسلسل– ڪعبي 3C-SiC کان مختلف (اضافي طور تي حوالو ڏنو ويو β-SiC) هيڪساگونل 6H-SiC ۽ rhombohedral 15R-SiC ڏانهن.
ڊزائن ايپليڪيشنن ۾ استعمال ٿيل سڀ کان وڌيڪ عام پولي ٽائپس مان هڪ 3C آهن (ڪعبي), 4ايڇ, ۽ 6 ايڇ (ٻئي مسدس), هر هڪ ٿورڙي مختلف برقي بينڊ جي جوڙجڪ ۽ حرارتي چالکائي ڏيکاري ٿو.
3سي-سي سي, ان جي زنڪ بلينڊ فريم ورڪ سان, تمام تنگ bandgap آهي (~ 2.3 eV) ۽ عام طور تي سيمي ڪنڊڪٽر اوزارن لاءِ سلڪون سبسٽراٽس تي وڌايو ويندو آهي, جڏهن ته 4H-SiC قابل ذڪر اليڪٽران لچڪ فراهم ڪري ٿو ۽ اعليٰ طاقت واري اليڪٽرانڪ ڊوائيسز لاءِ پسند ڪيو ويو آهي.
سي جي مضبوط covalent بانڊنگ ۽ هدايت واري فطرت– سي بانڊ غير معمولي استحڪام فراهم ڪن ٿا, حرارتي سيڪيورٽي, ۽ پرچي ۽ ڪيميائي حملي جي مزاحمت, انتهائي ماحولياتي ايپليڪيشنن لاء سي سي مثالي ٺاهڻ.
1.2 مسئلا, ڊاپنگ, ۽ ڊجيٽل رهائش
ان جي جوڙجڪ intricacy کان سواء, سي سي ڊيپ ڪري سگھجي ٿو ٻنهي ن-قسم ۽ پي-قسم جي چالکائي حاصل ڪرڻ لاء, سيمي ڪنڊڪٽر ڊوائيسز ۾ ان جي استعمال جي اجازت ڏئي ٿي.
نائيٽروجن ۽ فاسفورس مددگار آلودگي جي طور تي ڪم ڪن ٿا, اليڪٽران کي سڌو سنئون ٽرانسميشن بينڊ ۾ متعارف ڪرائڻ, جڏهن ته هلڪو وزن ايلومينيم ۽ بورون قبول ڪندڙ طور ڪم ڪن ٿا, ويلنس بينڊ ۾ سوراخ پيدا ڪرڻ.
تنهن هوندي به, p-type doping ڪارڪردگيءَ کي اعليٰ چالو ڪرڻ جي طاقتن کان محدود ڪيو ويو آهي, خاص طور تي 4H-SiC ۾, جيڪو بائيپولر اوزار جي ترتيب لاءِ رڪاوٽون پيدا ڪري ٿو.
اصلي عيب جهڙوڪ اسڪرو غلط جڳھون, مائڪرو پائپس, ۽ پائلنگ غلطيون اوزار جي ڪارڪردگي کي ڪمزور ڪري سگھن ٿيون جيئن ڪم ڪرڻ سان گڏ ڪم ڪرڻ واريون سهولتون يا ليڪ ڪورس, اليڪٽرانڪ ايپليڪيشنن لاءِ اعليٰ درجي جي سنگل کرسٽل جي ترقي جو مطالبو.
وسيع بينڊ گيپ (2.3– 3.3 eV پوليٽائپ تي منحصر آهي), اعلي ناڪامي برقي علائقو (~ 3 MV/cm), ۽ بهترين حرارتي چالکائي (~ 3– 4 W/m · K لاءِ 4H-SiC) سي سي سي کي اعلي درجه حرارت ۾ سلڪون کان گهڻو بهتر بڻائي, اعلي وولٹیج, ۽ اعلي تعدد پاور اليڪٽرانڪس.
2. هينڊلنگ ۽ مائڪرو ساختماني ڊيزائن
( Silicon Carbide سيرامڪس)
2.1 sintering ۽ densification ٽيڪنڪ
سلکان ڪاربائڊ قدرتي طور تي ان جي مضبوط ڪوولنٽ بانڊنگ ۽ گھٽ خود-فيفيوشن ڪوفيفينٽس جي ڪري کثافت ڪرڻ ڏکيو آهي., جديد پروسيسنگ ٽيڪنالاجي جي ضرورت آهي مڪمل کثافت حاصل ڪرڻ لاءِ بغير اضافي جي يا تمام ٿوري مدد سان.
Submicron SiC پائوڊر جي پريشر بغير sintering بوران ۽ ڪاربان جي واڌ سان ممڪن آهي, جيڪو آڪسائيڊ تہن کي ختم ڪرڻ ۽ سولڊ اسٽيٽ ڊفيوژن کي وڌائڻ سان کثافت کي وڌايو.
گرم زور گھر جي گرمي دوران غير محوري دٻاء لاڳو ٿئي ٿو, گھٽ درجه حرارت جي سطح تي مڪمل کثافت جي اجازت ڏئي ٿي (~ 1800– 2000 ° سي )۽ سٺي اناج پيدا ڪرڻ, اعلي طاقت جا حصا مثالي ڊوائيسز کي گهٽائڻ ۽ حصن تي رکڻ لاء.
وڏن يا پيچيده شڪلين لاء, ردعمل بانڊ استعمال ڪيو ويندو آهي, جتي porous ڪاربان اڳوڻن ~ تي پگھليل سلکان سان داخل ٿي ويا آهن 1600 ° سي, β-SiC ٺاھڻ واري حالت ۾ حد کان گھٽ ٿيڻ سان.
تنهن هوندي به, بقايا قيمت مفت سلکان (~ 5– 10%) microstructure ۾ رهي ٿو, مٿاهون تيز گرمي جي ڪارڪردگي ۽ آڪسائيڊشن مزاحمت کي محدود ڪرڻ 1300 ° سي.
2.2 اضافي پيداوار ۽ ويجھي-نيٽ-شڪل جي پيداوار
اضافي پيداوار ۾ موجوده ڪاميابيون (ايم), خاص طور تي بائنڊر جيٽنگ ۽ اسٽريٽوگرافي سي سي پائوڊر يا پريرامڪ پوليمر استعمال ڪندي, پيچيده جاميٽري جي ٺاھڻ جي اجازت ڏيو جيڪي اڳ ۾ روايتي طريقن سان ناقابل قبول آھن.
پوليمر مان نڪتل سيرامڪ ۾ (پي ڊي سي) رستا, فلوئڊ سي سي اڳوڻن 3D پرنٽنگ ذريعي ٺاهيا ويندا آهن ۽ پوءِ هيٽ تي پائرولائز ڪيو ويندو آهي ته جيئن بيڪار يا نانوڪريسٽل لائن سي سي پيدا ٿئي., عام طور تي وڌيڪ کثافت جي ضرورت آهي.
اهي ٽيڪنڪ مشين جي قيمتن ۽ پيداوار جي ضايع ڪرڻ کي گھٽ ڪن ٿا, سي سي کي ايرو اسپيس لاءِ وڌيڪ دستياب بڻائڻ, ايٽمي, ۽ گرم ايڪسچينج ايپليڪيشنون جتي پيچيده ترتيب ڪارڪردگي کي وڌايو.
پوسٽ پروسيسنگ ڪارناما جيئن ته ڪيميائي وانپ جي ڀڃڪڙي (CVI) يا سيال silicon seepage (LSI) ڪڏهن ڪڏهن ڪثافت ۽ ميخانياتي استحڪام کي بهتر ڪرڻ لاء استعمال ڪيو ويندو آهي.
3. مشيني, حرارتي, ۽ ماحولياتي ڪارڪردگي
3.1 طاقت, سختي, ۽ مزاحمت استعمال ڪريو
Silicon carbide سڀ کان سخت سڃاتل شين مان صفا, ~ جي محسن استحڪام سان 9.5 ۽ ويڪرز جي مضبوطي تمام گهڻي آهي 25 گريڊ پوائنٽ اوسط, ان کي ڇڪڻ لاء انتهائي مدافعتي بنائڻ, ٽٽڻ, ۽ ڇڪڻ.
ان جي لچڪدار طاقت عام طور تي رينج کان 300 جي طرف 600 ايم پي اي, پروسيسنگ جي انداز ۽ اناج جي ماپ تي ڀروسو, ۽ اهو گرمي پد تي سختي رکي ٿو 1400 ° C inert ماحول ۾.
ڀڄڻ جي طاقت, جڏهن ته معمولي (~ 3– 4 MPa · m 1ST/ TWO), ڪافي آهي آرڪيٽيڪچرل ايپليڪيشنن لاءِ, خاص طور تي جڏهن سيرامڪ ميٽرڪس ڪمپوزٽس ۾ فائبر سپورٽ سان گڏ (سي ايم سيز).
سي سي تي ٻڌل سي ايم سيز ٽربائن بليڊ ۾ استعمال ڪيا ويا آهن, combustor استر, ۽ بريڪ سسٽم, جتي اهي وزن جي بچت فراهم ڪن ٿا, گئس ڪارڪردگي, ۽ ڊگهي خدمت زندگي metallic برابري تي.
ان جي غير معمولي لباس مزاحمت سي سي سي کي سيل لاء ڀرپور بڻائي ٿي, بيئرنگ, پمپ عناصر, ۽ بيلسٽڪ شيلڊ, جتي انتهائي مشيني لوڊشيڊنگ تحت مضبوطي انتهائي اهم آهي.
3.2 حرارتي چالکائي ۽ آڪسائيڊ سيڪيورٽي
سي سي جي سڀ کان وڌيڪ مفيد رهائشي يا تجارتي ملڪيتن مان هڪ آهي ان جي اعلي حرارتي چالکائي– لڳ ڀڳ 490 W/m · K واحد-ڪرسٽل 4H-SiC ۽ ~ 30 لاءِ– 120 W/m · K polycrystalline قسمن لاءِ– گھڻن دھاتن کان اڳتي وڌڻ ۽ ان کي ممڪن بڻائڻ لاءِ اثرائتو گرمي جو خاتمو.
هي رهائشي ملڪيت پاور اليڪٽرانڪس ۾ اهم آهي, جتي سي سي ڊيوائس تمام گھٽ فضول گرمي پيدا ڪن ٿا ۽ سلڪون تي ٻڌل گيجٽس کان وڌيڪ طاقت جي کثافت تي هلائي سگهن ٿيون.
آڪسائيڊنگ ماحول ۾ بلند ٿيل درجه حرارت جي سطح تي, سي سي هڪ حفاظتي سليڪا ٺاهي ٿو (سي او ₂) پرت جيڪا اضافي آڪسائيڊشن کي گھٽائي ٿي, سٺي ماحولياتي مضبوطيءَ جي پيشڪش جيتري قدر ~ 1600 ° سي.
تنهن هوندي به, آبي بخارن سان ڀريل ماحول ۾, هي پرت سي جي طور تي غير مستحڪم ٿي سگهي ٿو(اوڇ)₄, نتيجي ۾ تيزيءَ سان تباهي– گئس ٽربائن ايپليڪيشنن ۾ هڪ اهم چئلينج.
4. توانائي ۾ ترقي يافته ايپليڪيشنون, اليڪٽرانڪ ڊوائيسز, ۽ ايرو اسپيس
4.1 پاور اليڪٽرانڪ ڊيوائسز ۽ سيمڪڊڪٽر گيجٽس
سلڪون ڪاربائيڊ پاور اليڪٽرانڪس کي تبديل ڪري ڇڏيو آهي ان کي ممڪن بڻائي گيجٽس جهڙوڪ Schottky diodes, MOSFETs, ۽ JFETs جيڪي اعلي وولٽز تي ڪم ڪن ٿا, تعدد, ۽ درجه حرارت سلکان جي ڀيٽ ۾.
اهي اوزار برقي گاڏين ۾ توانائي جي نقصان کي گهٽ ڪن ٿا, قابل تجديد توانائي inverters, ۽ تجارتي برقي موٽر ڊرائيو, عالمي طاقت جي ڪارڪردگي وڌائڻ ۾ اضافو.
جنڪشن جي درجه حرارت جي سطح تي هلائڻ جي صلاحيت 200 ° C اجازت ڏئي ٿو سٿري ٿيل کولنگ سسٽم ۽ اڀريل سسٽم جي اعتبار.
ان کان سواء, سي سي ويفرز گيليم نائٽرائڊ جي ذيلي ذخيري طور استعمال ڪيا ويا آهن (گان) اعلي-اليڪٽران-موبلٽي ٽرانزسٽرز ۾ epitaxy (HEMTs), ٻنهي وائڊ بينڊ گيپ سيمي ڪنڊڪٽرز جي فائدن کي گڏ ڪرڻ.
4.2 ائٽمي, فضائي, ۽ بصري سامان
ايٽمي پاور پلانٽس ۾, سي سي حادثو برداشت ڪندڙ ايندھن جي ڪلڊنگ جو هڪ اهم عنصر آهي, جتي ان جي گھٽجي وئي نيوٽران جذب ڪراس سيڪشن, تابڪاري جي مزاحمت, ۽ اعلي درجه حرارت جي سختي حفاظت ۽ سيڪيورٽي ۽ ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿو.
خلا ۾, سي سي فائبر-مضبوط مرکبات جيٽ انجڻ ۽ هائپرسونڪ ڪارن ۾ استعمال ٿيندا آهن انهن جي هلڪي وزن ۽ حرارتي استحڪام لاءِ.
ان کان سواء, الٽرا سموٿ سي سي آئيني استعمال ڪيا ويندا آهن اڳئين دوربينن جي نتيجي ۾ انهن جي اعلي سختي کان کثافت جي تناسب جي نتيجي ۾, حرارتي استحڪام, ۽ ذيلي nanometer roughness کي پالش ڪرڻ جي صلاحيت.
تت ۾, سلکان ڪاربائڊ سيرامڪس جديد جديد مواد جي بنيادي پٿر لاءِ بيٺا آهن, شاندار مشيني گڏ ڪرڻ, حرارتي, ۽ ڊجيٽل ملڪيت.
پوليٽائپ جي مخصوص ڪنٽرول سان, microstructure, ۽ سنڀالڻ, طاقت ۾ ٽيڪنالاجي جدت کي چالو ڪرڻ لاء سي سي باقي رهي ٿو, ٽرانسپورٽ, ۽ انتهائي جوڙجڪ انجنيئرنگ.
5. فراهم ڪندڙ
TRUNNANO اوور سان اسپريڪل ٽنگسٽن پائوڊر جو هڪ سپلائر آهي 12 نانو بلڊنگ انرجي ڪنزرويشن ۽ نانو ٽيڪنالاجي ڊولپمينٽ ۾ سالن جو تجربو. اهو ڪريڊٽ ڪارڊ ذريعي ادائيگي قبول ڪري ٿو, ٽي/ٽي, ويسٽ يونين ۽ پيپال. ٽرنانو FedEx ذريعي اوورسيز گراهڪن کي سامان موڪليندو, ڊي ايڇ ايل, هوا ذريعي, يا سمنڊ ذريعي. جيڪڏھن توھان وڌيڪ ڄاڻڻ چاھيو ٿا Spherical Tungsten Powder, مهرباني ڪري اسان سان رابطو ڪرڻ ۽ هڪ انڪوائري موڪلڻ لاء آزاد محسوس([email protected]).
ٽيگ: silicon carbide ceramic,silicon carbide ceramic مصنوعات, صنعت ceramic
سڀئي مضمون ۽ تصويرون انٽرنيٽ تان ورتل آهن. جيڪڏهن ڪا ڪاپي رائيٽ جا مسئلا آهن, مھرباني ڪري اسان سان رابطو ڪريو وقت ۾ ختم ڪرڻ لاء.
اسان کان پڇا ڳاڇا