1. Guryaha Maaddada iyo Sharafta Dhismeedka
1.1 Astaamaha gudaha ee Silicon Carbide
(Silicon Carbide Crucibles)
Silikoon carbide (SiC) waa walax dhoobo ah oo ka samaysan silikoon iyo atamka kaarboon oo lagu rakibay qaab-dhismeedka qaab-dhismeedka tetrahedral, inta badan jira in ka badan 250 noocyada badan, leh 6H, 4H, iyo 3C oo ah mid ka mid ah kuwa ugu habboon.
Ku xidhiddeeda jihada adag waxa ay keentaa engegnaan gaar ah (Mohs ~ 9.5), dhaqdhaqaaqa kulaylka sare (80– 120 W/(m · K )kiristaalo kali kali saafi ah), iyo firfircoonaan la'aan kiimikaad oo cajiib ah, taas oo ka dhigaysa mid ka mid ah qalabka ugu adag ee jawiga daran.
The large bandgap (2.9– 3.3 eV) waxay hubisaa dahaarka korantada gaarka ah ee heerka heerkulka qolka iyo iska caabinta sare ee waxyeelada shucaaca, halka ay hoos u dhigtay kobaca kulaylka (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ K) waxay gacan ka geysataa iska caabinta shoogga kulaylka ee gaarka ah.
Sifooyinkan asaasiga ah waxaa sidoo kale lagu xafidaa heerkulka ka sii socda 1600 ° C, u ogolaanaya SiC si ay u ilaaliso sharafta qaab dhismeedka hoos-u-dhaca tooska ah ee birta dhalaalaysa, naxariis leh, iyo gaasas falgal ah.
Unlike oxide porcelains such as alumina, SiC si degdeg ah ugama jawaabto kaarboon ama ku qor eutectics-dhalaalaya hooseeya si loo yareeyo jawiga, faa'iido muhiim ah oo ku saabsan maaraynta birta iyo semiconductor.
Marka lagu been abuurto saqafyo– weelasha loo sameeyay in lagu daro iyo walxaha diirimaadka– SiC waxay ka badan tahay alaabta dhaqanka sida quartz, garaafka, iyo alumina labadaba rajada nolosha iyo daacadnimada nidaamka labadaba.
1.2 Qaab-dhismeedka-yar iyo Amniga Makaanikada
Waxqabadka SiC crucibles wuxuu si taxadar leh ugu xidhan yahay qaab-dhismeedkooda yar yar, kaas oo ku tiirsan habka wax-soo-saarka iyo maaddooyinka qallafsan ee la isticmaalo.
Crucibles-fasalka refractory waxaa sida caadiga ah la soo saaraa iyadoo la isticmaalayo isku xidhka jawaabta, halkaas oo preforms kaarboon dalool leh la geliyo silikon dareere ah, samaynta β-SiC iyada oo loo marayo jawaabta Si(l) + C(s) → SiC(s).
Habkani waxa uu abuuraa qaab-dhismeed isku dhafan oo ah SiC aasaasiga ah oo leh silikon lacag-la'aan ah oo hadhaaga ah (5– 10%), Kaas oo kor u qaada dhaqdhaqaaqa kulaylka laakiin laga yaabo inuu xaddido isticmaalka 1414 ° C(qodobka dhalaalay ee silikoon).
Taa lidkeeda, SiC crucibles oo gebi ahaanba la jeexjeexay ayaa lagu sameeyaa iyada oo loo marayo xaalad adag ama weji dareere ah iyadoo la isticmaalayo boron iyo kaarboon ama alumina-yttria daro, helitaanka cufnaanta aragtida dhow iyo daahirnimo weyn.
Kuwani waxay muujinayaan iska caabin gurguurta oo heer sare ah iyo amniga oksaydhka si kastaba ha ahaatee waa ka kharash badan yihiin waana adag tahay in la sameeyo cabbirro waaweyn.
( Silicon Carbide Crucibles)
Fiican-gacan, isku dhafka microstructure ee sintered SiC waxay bixisaa iska caabin gaar ah daalka kulaylka iyo burburka farsamada, critical when handling liquified silicon, jarmalka, ama III-V xeryahooda ee hababka horumarinta crystal.
Naqshadaynta xadka hadhuudhka, oo ay ku jiraan xakamaynta marxaladaha labaad iyo porosity, waxay ka ciyaartaa shaqo lama huraan u ah samaynta adkeysi waarta oo hoos yimaada kuleylinta wareegtada iyo bay'ada kiimikada.
2. Waxqabadka kulaylka iyo iska caabinta deegaanka
2.1 Habdhaqanka Kulaylka iyo Qaybinta Diirin
Mid ka mid ah faa'iidooyinka qeexan ee SiC crucibles waa kuleylkooda sare, kaas oo u ogolaanaya si degdeg ah oo isku mid ah wareejin diiran inta lagu jiro maaraynta heerkulka sare.
Iyadoo lid ku ah alaabooyinka tayada yar sida silica isku dhafan (1– 2 W/(m · K)), SiC waxay si hufan u kala firdhisaa tamarta kulaylka dhammaan gidaarka qallafsan, hoos u dhigida meelaha kulul ee deegaanka iyo kulaylka.
Is-waafajintani waxay lagama maarmaan u tahay hababka sida xoojinta jihada ee silicon multicrystalline ee sawir-qaadista, halkaas oo heerka isku midka ahaanshaha heerkulku toos u saameeyaa tayada sare ee crystal iyo dhumucda cilladaysan.
Isku darka kororka sare iyo balaadhinta kulaylka oo yaraatay waxay sababtaa cabirka shoogga kulaylka oo aad u sarreeya (R = k(1 - n)a/ p), samaynta crucibles SiC adkaysi u dildilaaca inta lagu guda jiro kululaynta degdega ah guriga ama wareegyada qaboojinta.
Tani waxay u ogolaaneysaa in si dhaqsiyo leh loo kordhiyo heerka kuleyliyaha, wax soo saarka oo hagaagay, oo hoos u dhacay wakhtiga hoos u dhaca taas oo ay sabab u tahay guuldarraysiga laxaadka leh.
Waxaa intaa dheer, Awoodda walxaha si ay ugu istaagto baaskiil kulaylka soo noqnoqda iyada oo aan la burburin wax badan ayaa ka dhigaysa mid ku habboon habaynta kuleyliyeyaasha ganacsiga ee kor ku xusan. 1500 ° C.
2.2 Waafaqsanaanta Oxidation iyo Kiimikada
Heer kulka hawada sare, SiC waxay soo martaa oksaydheynta fudud, samaynta lakabka difaaca ee silica amorphous (SiO TWO) dusheeda: SiC + 3/2 O ₂ → SiO TWO + CO.
Lakabka dhalaalaysa waxa uu cuskadaa heerkul sare, u dhaqmaya sidii caqabad faafin ah oo hoos u dhigaysa oksaydhaynta oo ilaalinaysa dhismaha dhoobada hoose.
Si kastaba ha ahaatee, deegaan hoos u dhaca ama xaaladaha vacuum– caadiga ah ee semiconductor iyo sifaynta birta– oksaydhisku waa la xakameeyey, iyo SiC waxay ku sii socotaa inay ahaato mid kiimiko ahaan u taagan silikoon dhalaalaysa, aluminium khafiifa, iyo dhowr slags.
Waxay ka hortagtaa kala diris iyo jawaab celin silikoon dareere ah ilaa 1410 ° C, in kasta oo soo-gaadhista la dheereeyey ay keeni karto kaarboon-qaadid yar ama qallafsanaan is-dhexgal.
Muhiimad gaar ah, SiC uma soo bandhigto wasakhda macdan dhalaalka jilicsan, Baahida muhiimka ah ee soo saarista silikon ee heerka elektarooniga ah halkaasoo wasakheynta Fe, Cu, ama Cr waxa uu u baahan yahay in laga dhigo mid ka hooseeya heerarka ppb.
Si kastaba ha ahaatee, waa in taxaddar la sameeyaa marka la farsameynayo biraha dhulka alkaline ama oksaydhyada aadka u jawaaba, maadaama qaarkood ay xidhi karaan SiC heerkul aad u daran.
3. Nidaamyada Wax-soo-saarka iyo Xakamaynta Tayada
3.1 Hababka dhismaha iyo Xakamaynta cabbirka
Wax soo saarka SiC crucibles waxaa ka mid ah qaabaynta, qalajin, iyo heerkulka sare ee sintering ama seepage, oo leh farsamooyin lagu soo xulay iyadoo lagu saleynayo nadiifnimada loo baahan yahay, cabbirka, iyo codsi.
Xeeladaha abuurista caadiga ah waxaa ka mid ah riixida isostatic, extrusion, iyo silbadh fidsan, Mid kastaa wuxuu bixiyaa darajooyin kala duwan oo sax ah cabbirka iyo lebbiska qaab-dhismeedka yar yar.
Qulqullada waaweyn ee loo isticmaalo faafinta gelinta qorraxda, Cadaadiska isostatic wuxuu hubinayaa dhumucda dusha derbiga iyo dhumucda, hoos u dhigista khatarta koritaanka kulaylka aan sinnayn iyo guuldarada.
SiC ku xidhan falcelinta (RBSC) Crucibles waa mid la awoodi karo oo caadi ahaan looga faa'iidaysto meelaha aasaaska ah iyo suuqyada qorraxda, in kasta oo silikoon xaddidan yahay heerkulka ugu badan ee xal.
Sintered SiC (SSiC) versions, iyadoo kharash dheeraad ah, wax ka qaban daahirnimo cajiib ah, toughness, iyo iska caabinta weerarka kiimikada, iyaga oo ka dhigaya kuwo ku habboon codsiyada qiimaha sare leh sida GaAs ama horumarinta InP crystal.
Mashiinka saxda ah ee ka dib sintering ka dib ayaa laga yaabaa in loogu yeero si loo gaaro iska caabin adag, gaar ahaan qolofyada loo isticmaalo jiirada toosan ee barafaysan (VGF) ama Czochralski (CZ) nidaamyada.
Dhamaystirka aagga dushiisa ayaa muhiim u ah in la yareeyo goobaha nukliyeerka ee cilladaha iyo in la hubiyo socodka dhalaalka siman inta fiditaanka oo dhan.
3.2 Xakamaynta Tayada iyo Xaqiijinta Hufnaanta
Hubinta tayada adag ayaa muhiim ah si loo hubiyo isku halaynta iyo nolosha dheer ee SiC crucibles ee hoos yimaada xaaladaha hawlgalka.
Farsamooyinka falanqaynta aan burbursanayn sida baaritaanka ultrasonic iyo sawir-raajo ayaa loo adeegsadaa si loo ogaado kala-baxyada gudaha, boosaska, ama kala duwanaanta dhumucda.
Falanqaynta kiimikada iyadoo la adeegsanayo XRF ama ICP-MS waxay xaqiijinaysaa heerka hoose ee wasakhowga macdanta, halka dhaqdhaqaaqa kulaylka iyo xoogga dabacsanaanta la go'aamiyay si loo xaqiijiyo joogteynta alaabta.
Crucibles ayaa inta badan la mariyaa imtixaanada baaskiil wadida kulaylka la mid ah ka hor dhalmada si loo go'aamiyo hababka fashilka ee suurtogalka ah.
Deji raadinta iyo aqoonsiga ayaa ku badan silsiladaha sahayda semiconductor iyo hawada hawada, halkaas oo qayb ka mid ah ay ku guuldareysato ay keeni karto khasaare wax soo saar oo qaali ah.
4. Codsiyada iyo Saamaynta Farsamada
4.1 Semiconductor iyo Warshadaha Voltaic
Silicon carbide crucibles waxay door muhiim ah ka ciyaaraan soo saarista silikoon nadiif ah oo nadiif ah oo loogu talagalay microelectronics iyo unugyada qorraxda labadaba..
Foornooyinka xoojinta jihada ee foornooyinka sawir-qaadista ee multicrystalline, Crucibles waaweyn ee SiC waxay u shaqeeyaan sidii weelka aasaasiga ah ee silikoon dareere ah, joogteynta heerkulku wuu dhaafay 1500 ° C wareegyo badan.
Jidh la'aantooda kiimikaad waxay joojisaa wasakhda, halka ammaankooda kulaylku ay hubinayaan wejiyada adag ee joogtada ah, taasoo horseedaysa wafers tayo sare leh oo leh meelayn khaldan iyo xuduudaha hadhuudhka.
Qaar ka mid ah soosaarayaasha ayaa ku daboola aagga gudaha gudaha silikoon nitride ama silica si ay sidoo kale u yareeyaan curaarta oo ay u fududeeyaan sii-deynta ka dib qaboojinta.
Marka la eego qiyaasta cilmi-baarista ee Czochralski kobaca semiconductors-ka kooban, Crucibles yar yar oo SiC ah ayaa loo istcimaali jiray in lagu qaboojiyo dhalaalidda GaAs, InSb, or CdTe, halkaas oo falcelinta yar iyo amniga cabbirku ay muhiim yihiin.
4.2 Metallurgy, Warshada, iyo Tignoolajiyada Soo Kordhaysa
Ka baxsan semiconductors, Crucibles SiC waa lagama maarmaan sifeynta birta, diyaarinta alloy, iyo hababka dhalaalidda cabbirka shaybaarka ee ku lug leh aluminium, naxaas, iyo canaasiirta naadir-dhulka.
Iska caabintooda shoogga kulaylka iyo nabaadguurka ayaa ka dhigaya inay ku habboon yihiin kicinta iyo nidaamyada kuleylka iska caabinta ee aasaaska, halkaas oo ay ku nool yihiin graphite iyo alumina beddelka wareegyo badan.
In wax soo saarka dheeriga ah ee biraha jawaaba, Weelasha SiC-ga waxaa lagu sameeyaa dhalaalid vacuum nadiifiyaha si looga hortago cillad la'aan iyo faddarayn.
Codsiyada soo ifbaxaya waxay ka kooban yihiin firfircoonayaasha milixda dhalaalay iyo nidaamyada tamarta qoraxda oo diiradda lagu saaray, halkaasoo maraakiibta SiC ay ku jiri karaan cusbo kuleyl sare leh ama biraha dareeraha ah ee kaydinta tamarta kulaylka.
Iyadoo horumaro isdaba joog ah laga sameeyay hal-abuurnimada sintering iyo nashqadeynta daboosha, SiC crucibles waxay diyaar u yihiin inay taageeraan habaynta agabka jiilka soo socda, taasoo suurtogal ka dhigaysa nadiifinta, aad uga hufan, iyo hababka kulaylka ganacsi ee la miisaami karo.
Dib u soo koobid, Silicon carbide crucibles waxay ka dhigan tahay tignoolajiyada u oggolaanaysa isku-dhafka heerkulka sare, isku darka kulaylka cajiibka ah, makaanik, iyo waxtarka kiimikaad ee qayb keliya oo la farsameeyay.
Korsashada baahsanaanta inta lagu jiro semiconductor, qorraxdu, iyo warshadaha biraha waxay muujinayaan waajibaadkooda aasaasiga ah ee alaabooyinka ganacsi ee casriga ah.
5. Iibiyaha
Ceramics Advanced la aasaasay Oktoobar 17, 2012, waa shirkad tignoolajiyada sare leh oo ka go'an cilmi-baarista iyo horumarinta, wax soo saarka, farsamaynta, iibinta iyo adeegyada farsamada ee alaabta iyo qaraabada dhoobada. Alaabadayada waxaa ku jira laakiin aan ku xaddidnayn Alaabta dhoobada ah ee Boron Carbide, Alaabta dhoobada ee boron Nitride, Alaabta dhoobada ee Silicon Carbide, Alaabta dhoobada ee Silicon Nitride, Alaabta dhoobada ah ee Zirconium Dioxide, iwm. Hadii aad xiisaynayso, fadlan xor u noqo inaad nala soo xidhiidho.
Tags: Silicon Carbide Crucibles, Silicon Carbide Ceramic, Crucibles dhoobada Silicon Carbide
Dhammaan maqaallada iyo sawirradu waxay ka yimaadeen internetka. Haddii ay jiraan arrimo xuquuqda daabacaadda, fadlan nala soo xidhiidh wakhtiga aad tirtirayso.
na waydii