සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික්: ආන්තික පරිසර යෙදුම් සඳහා ඉහළ ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍ය සෙරමික් දරණ

1. සිලිකන් කාබයිඩ් වල ස්ඵටික ව්යුහය සහ බහුරූපීතාවය

1.1 ඝන සහ ෂඩාස්රාකාර බහු වර්ග: 3C සිට 6H දක්වා සහ පසුගිය

(සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික්)

සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC) සහසංයුජව ඇලවූ සෙරමික් යනු සිලිකන් සහ කාබන් පරමාණු වලින් සමන්විත tetrahedral සමමුහුර්තකරණයක පිහිටුවා ඇත, ද්‍රව්‍ය විද්‍යාවේ බහුඅර්තවාදයේ වඩාත් සංකීර්ණ පද්ධතියක් නිර්මාණය කිරීම.

හුදකලා ස්ථාවර ස්ඵටික රාමුවක් සහිත සෙරමික් ගොඩක් මෙන් නොව, SiC පවතින්නේ උඩින් 250 සුප්රසිද්ධ polytypes– c-අක්ෂය දිගේ සමීපව ඇසුරුම් කරන ලද Si-C ද්වි-ස්ථරවල වෙනස් ගොඩගැසීමේ අනුපිළිවෙල– ඝන 3C-SiC සිට වෙනස් වේ (අතිරේකව β-SiC ලෙස හැඳින්වේ) ෂඩාස්රාකාර 6H-SiC සහ rhombohedral 15R-SiC දක්වා.

සැලසුම් යෙදුම්වල භාවිතා කරන වඩාත් සාමාන්‍ය බහුආකෘති වලින් එකක් වන්නේ 3C වේ (ඝනක), 4එච්, සහ 6H (ෂඩාස්රාකාර දෙකම), සෑම එකක්ම විවිධ ඉලෙක්ට්‍රොනික කලාප ව්‍යුහයන් සහ තාප සන්නායකතා පෙන්වයි.

3C-SiC, එහි සින්ක් මිශ්‍ර රාමුව සමඟ, පටුම කලාප පරතරය ඇත (~ 2.3 eV) සහ සාමාන්යයෙන් අර්ධ සන්නායක මෙවලම් සඳහා සිලිකන් උපස්ථර මත පුළුල් වේ, while 4H-SiC provides remarkable electron flexibility and is favored for high-power electronic devices.

The solid covalent bonding and directional nature of the Si– C bond confer exceptional solidity, තාප ආරක්ෂාව, and resistance to slip and chemical assault, making SiC ideal for extreme environment applications.

1.2 Issues, තහනම් උත්තේජක, and Digital Residence

Regardless of its structural intricacy, SiC can be doped to attain both n-type and p-type conductivity, allowing its use in semiconductor devices.

Nitrogen and phosphorus serve as contributor pollutants, introducing electrons right into the transmission band, while light weight aluminum and boron work as acceptors, producing holes in the valence band.

කෙසේ වෙතත්, p-type doping efficiency is restricted by high activation powers, especially in 4H-SiC, which poses obstacles for bipolar tool layout.

ඉස්කුරුප්පු වැරදි ස්ථානගත කිරීම් වැනි දේශීය දෝෂ, ක්ෂුද්ර පයිප්ප, ප්‍රතිසංයෝජන පහසුකම් හෝ කාන්දු පාඨමාලා ලෙස ක්‍රියාකිරීමෙන් මෙවලම් ක්‍රියාකාරීත්වය දුර්වල කළ හැකි වැරදි ගොඩගැසීම්, ඉලෙක්ට්‍රොනික යෙදුම් සඳහා ඉහළ මට්ටමේ තනි ස්ඵටික සංවර්ධනයක් ඉල්ලා සිටීම.

විශාල කලාප පරතරය (2.3– 3.3 පොලිටයිප් මත පදනම්ව eV), අධි අසාර්ථක විදුලි ප්රදේශය (~ 3 MV / සෙ.මී), සහ විශිෂ්ට තාප සන්නායකතාව (~ 3– 4 4H-SiC සඳහා W/m · K) SiC ඉහළ උෂ්ණත්වයේ දී සිලිකන් වලට වඩා උසස් කරන්න, අධි වෝල්ටීයතා, සහ අධි-සංඛ්‍යාත බල ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ.

2. හැසිරවීම සහ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහාත්මක නිර්මාණය

( සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික්)

2.1 සින්ටර් කිරීම සහ ඝනීකරණ ශිල්පීය ක්රම

සිලිකන් කාබයිඩ් එහි ප්‍රබල සහසංයුජ බන්ධන සහ ස්වයං-විසරණ සංගුණක අඩුවීම හේතුවෙන් ස්වභාවිකව ඝනත්වයට පත්වීම අපහසුය., ආකලන නොමැතිව හෝ ඉතා කුඩා සින්ටර් කිරීමේ ආධාරයෙන් සම්පූර්ණ ඝනත්වය ලබා ගැනීමට නව්‍ය සැකසුම් ක්‍රම අවශ්‍ය වේ.

බෝරෝන් සහ කාබන් වැඩි දියුණු කිරීමත් සමඟ submicron SiC කුඩුවල පීඩන රහිත සින්ටර් කිරීම කළ හැකිය., ඔක්සයිඩ් ස්ථර ඉවත් කිරීම සහ ඝන තත්වයේ විසරණය වැඩි දියුණු කිරීම මගින් ඝනත්වය ප්රවර්ධනය කරයි.

උණුසුම් තෙරපුම නිවසේ උණුසුම අතරතුර ඒකීය පීඩනය යෙදේ, අඩු උෂ්ණත්ව මට්ටම්වලදී සම්පූර්ණ ඝනත්වයට ඉඩ සලසයි (~ 1800– 2000 ° සී )සහ සියුම් ධාන්ය උත්පාදනය කිරීම, උපාංග අඩු කිරීම සහ කොටස් මත තැබීම සඳහා අධි-ශක්ති සංරචක වඩාත් සුදුසුය.

විශාල හෝ සංකීර්ණ හැඩතල සඳහා, ප්‍රතිචාර බන්ධනය භාවිතා වේ, ~ හි දී උණු කළ සිලිකන් සමඟ සිදුරු සහිත කාබන් පූර්ව ආකෘති විනිවිද යයි 1600 ° සී, ආන්තික හැකිලීමත් සමඟ β-SiC තැනීම.

කෙසේ වෙතත්, අවශේෂ පිරිවැය-නිදහස් සිලිකන් (~ 5– 10%) ක්ෂුද්ර ව්යුහය තුළ පවතී, ඉහළ-උෂ්ණත්ව කාර්යක්ෂමතාව සහ ඉහත ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධය සීමා කිරීම 1300 ° සී.

2.2 ආකලන නිෂ්පාදනය සහ Near-Net-shape නිෂ්පාදනය

ආකලන නිෂ්පාදනයේ වත්මන් දියුණුව (පෙ.ව), specifically binder jetting and stereolithography using SiC powders or preceramic polymers, allow the fabrication of intricate geometries formerly unattainable with conventional approaches.

In polymer-derived ceramic (PDC) routes, fluid SiC forerunners are formed through 3D printing and then pyrolyzed at heats to produce amorphous or nanocrystalline SiC, commonly needing more densification.

These techniques lower machining prices and product waste, making SiC much more available for aerospace, න්යෂ්ටික, and warm exchanger applications where complex layouts enhance efficiency.

Post-processing actions such as chemical vapor infiltration (CVI) or fluid silicon seepage (LSI) are sometimes utilized to improve density and mechanical stability.

3. යාන්ත්රික, තාප, and Environmental Efficiency

3.1 ශක්තිය, Hardness, and Use Resistance

Silicon carbide ranks among the hardest recognized products, ~ හි Mohs ඝනත්වය සමඟ 9.5 සහ Vickers දෘඪතාව ඉක්මවා යයි 25 ශ්රේණියේ ලකුණු සාමාන්යය, එය උල්ෙල්ඛයට බෙහෙවින් ප්රතිශක්තිකරණය කරයි, විසංයෝජනය, සහ සීරීමට.

එහි නම්‍යශීලී ශක්තිය සාමාන්‍යයෙන් පරාසයක පවතී 300 දක්වා 600 MPa, සැකසුම් ප්රවේශය සහ ධාන්ය ප්රමාණය මත රඳා පවතී, දක්වා උෂ්ණත්වයේ දී දෘඪතාව පවත්වා ගනී 1400 නිෂ්ක්‍රීය පරිසරයක ° C.

අස්ථි බිඳීමේ ශක්තිය, නිහතමානීව සිටියදී (~ 3– 4 MPa · m 1ST/ TWO), බොහෝ වාස්තු විද්‍යාත්මක යෙදුම් සඳහා ප්‍රමාණවත් වේ, විශේෂයෙන් සෙරමික් matrix සංයුක්තවල තන්තු ආධාරක සමඟ ඒකාබද්ධ වූ විට (CMCs).

SiC-පාදක CMCs ටර්බයින් බ්ලේඩ් වල භාවිතා වේ, දාහක ලයිනිං, සහ තිරිංග පද්ධති, එහිදී ඔවුන් බර පිරිවැය ඉතුරුම් සපයයි, ගෑස් කාර්යක්ෂමතාව, සහ ලෝහමය සමානකම් වලට වඩා දිගු සේවා කාලය.

එහි සුවිශේෂී ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය SiC මුද්‍රා සඳහා පරිපූර්ණ කරයි, ෙබයාරිං, පොම්ප මූලද්රව්ය, සහ බැලස්ටික් පලිහ, අන්ත යාන්ත්‍රික පැටවීම යටතේ දෘඪතාව ඉතා වැදගත් වේ.

3.2 තාප සන්නායකතාවය සහ ඔක්සිකරණ ආරක්ෂාව

SiC හි වඩාත් ප්‍රයෝජනවත් නේවාසික හෝ වාණිජ ගුණාංගවලින් එකක් වන්නේ එහි ඉහළ තාප සන්නායකතාවයයි– ආසන්න වශයෙන් 490 තනි-ස්ඵටික 4H-SiC සඳහා W/m · K සහ ~ 30– 120 බහු ස්ඵටික වර්ග සඳහා W/m · K– බොහෝ ලෝහවලින් ඔබ්බට ගොස් ඵලදායී තාපය විසුරුවා හැරීමට හැකි වේ.

මෙම නේවාසික දේපල බලශක්ති ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ සඳහා වැදගත් වේ, SiC උපාංග ඉතා අඩු අපද්‍රව්‍ය තාපයක් ජනනය කරන අතර සිලිකන් මත පදනම් වූ උපකරණවලට වඩා වැඩි බල ඝනත්වයකින් ක්‍රියා කළ හැක.

ඔක්සිකාරක පරිසරවල ඉහළ උෂ්ණත්ව මට්ටම්වලදී, SiC ආරක්ෂිත සිලිකා නිර්මාණය කරයි (SiO ₂) අතිරේක ඔක්සිකරණය අඩු කරන ස්ථරය, ~ තරම් හොඳ පාරිසරික දෘඪතාවක් ලබා දෙයි 1600 ° සී.

කෙසේ වෙතත්, ජල වාෂ්ප බහුල වායුගෝලය තුළ, මෙම ස්ථරය Si ලෙස වාෂ්ප විය හැක(ඔහ්)₄, වේගවත් පිරිහීමට හේතු වේ– ගෑස් ටර්බයින යෙදුම්වල ප්‍රධාන අභියෝගයකි.

4. බලශක්තිය පිළිබඳ උසස් යෙදුම්, ඉලෙක්ට්රොනික උපාංග, සහ අභ්‍යවකාශය

4.1 බල ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සහ අර්ධ සන්නායක උපකරණ

Schottky diode වැනි උපකරණ සඳහා සිලිකන් කාබයිඩ් බල ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ පරිවර්තනය කර ඇත., MOSFETs, සහ වැඩි වෝල්ටීයතාවයකින් ක්රියා කරන JFETs, සංඛ්යාත, සහ සිලිකන් ගැලපීම් වලට වඩා උෂ්ණත්වය.

මෙම මෙවලම් විදුළි වාහනවල බලශක්ති පාඩු අඩු කරයි, පුනර්ජනනීය බලශක්ති ඉන්වර්ටර්, සහ වාණිජ විදුලි මෝටර් ධාවකයන්, ගෝලීය බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා එකතු කිරීම.

හන්දියේ උෂ්ණත්ව මට්ටම් ඉක්මවා යාමේ හැකියාව 200 ° C ක්‍රමවත් සිසිලන පද්ධති සහ පද්ධතියේ විශ්වසනීයත්වය ඉහළ නැංවීමට අවසර දෙයි.

තව ද, SiC වේෆර් ගැලියම් නයිට්‍රයිඩ් සඳහා උපස්ථර ලෙස භාවිතා කරයි (GaN) අධි-ඉලෙක්ට්‍රෝන-චලන ට්‍රාන්සිස්ටර වල epitaxy (HEMTs), පුළුල් කලාප ගැප් අර්ධ සන්නායක දෙකෙහිම වාසි ඒකාබද්ධ කිරීම.

4.2 න්යෂ්ටික, අභ්යවකාශය, සහ ඔප්ටිකල් උපකරණ

පරමාණුක බලාගාරවල, SiC යනු අනතුරු වලට ඔරොත්තු දෙන ඉන්ධන ආවරණ වල ප්‍රධාන අංගයකි, එහිදී එහි අඩු වූ නියුට්‍රෝන අවශෝෂණය හරස්කඩ, විකිරණ ප්රතිරෝධය, සහ ඉහළ-උෂ්ණත්ව තද බව ආරක්ෂාව සහ ආරක්ෂාව සහ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කරයි.

අභ්‍යවකාශයේදී, SiC තන්තු ශක්තිමත් කරන ලද සංයුක්ත ජෙට් එන්ජින් සහ හයිපර්සොනික් මෝටර් රථවල සැහැල්ලු සහ තාප ස්ථායීතාවය සඳහා භාවිතා වේ..

තව ද, අතිශය සුමට SiC දර්පණ දුරේක්ෂවලට පෙර භාවිතා කරනු ලබන්නේ ඒවායේ ඉහළ දෘඪතාව-ඝනත්ව අනුපාතයේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙසය., තාප ස්ථායීතාවය, සහ උප-නැනෝමීටර රළුබවට ඔප දැමීම.

සාරාංශයකින්, සිලිකන් කාබයිඩ් පිඟන් මැටි නවීන දියුණු ද්‍රව්‍යවල මූලික ගලක් නියෝජනය කරයි, කැපී පෙනෙන යාන්ත්රික ඒකාබද්ධ කිරීම, තාප, සහ ඩිජිටල් ගුණාංග.

පොලිටයිප් නිශ්චිත පාලනයක් සහිතව, ක්ෂුද්ර ව්යුහය, සහ හැසිරවීම, බලය තුළ තාක්ෂණික නවෝත්පාදනයන් සක්රිය කිරීමට SiC ඉතිරිව ඇත, ප්රවාහනය, සහ අන්ත සැකසුම් ඉංජිනේරු.

5. සැපයුම්කරු

TRUNNANO යනු ගෝලාකාර ටංස්ටන් කුඩු සපයන්නෙකු වේ 12 නැනෝ-ගොඩනැගිලි බලශක්ති සංරක්ෂණය සහ නැනෝ තාක්ෂණ සංවර්ධනය පිළිබඳ වසර ගණනාවක අත්දැකීම්. එය ක්‍රෙඩිට් කාඩ් හරහා ගෙවීම් පිළිගනී, T/T, West Union සහ Paypal. Trunnano විසින් FedEx හරහා එතෙර සිටින පාරිභෝගිකයින්ට භාණ්ඩ නැව්ගත කරනු ඇත, DHL, ගුවන් මගින්, නැත්නම් මුහුදෙන්. ඔබට Spherical Tungsten Powder ගැන වැඩි විස්තර දැනගැනීමට අවශ්‍ය නම්, කරුණාකර අප හා සම්බන්ධ වී විමසීමක් යැවීමට නිදහස් වන්න([email protected]).
ටැග්: සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික්,සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් නිෂ්පාදන, කර්මාන්තයේ සෙරමික්

සියලුම ලිපි සහ පින්තූර අන්තර්ජාලයෙනි. ප්‍රකාශන හිමිකම් ගැටළු තිබේ නම්, කරුණාකර මකා දැමීමට නියමිත වේලාවට අප හා සම්බන්ධ වන්න.

අපෙන් විමසන්න