1. Banesat materiale dhe integriteti strukturor
1.1 Karakteristikat e brendshme të karabit të silikonit
(Crucibles karabit silikoni)
Karabit silikoni (SiC) është një substancë kovalente qeramike e përbërë nga atomet e silikonit dhe karbonit të vendosur në një kornizë rrjetëje tetraedrale, kryesisht ekzistuese në mbi 250 llojet politipike, me 6H, 4H, dhe 3C është një nga më të përshtatshmet.
Lidhja e tij e fortë me drejtim jep fortësi të jashtëzakonshme (Mohs ~ 9.5), përçueshmëri e lartë termike (80– 120 W/(m · K )për kristale të pastër të vetmuar), dhe inertiteti mbresëlënës kimik, duke e bërë atë një nga materialet më të qëndrueshme për atmosfera të rënda.
Gap i madh (2.9– 3.3 eV) siguron izolim të jashtëzakonshëm elektrik në nivelin e temperaturës së dhomës dhe rezistencë të lartë ndaj dëmtimeve nga rrezatimi, ndërsa koeficienti i tij i reduktuar i rritjes termike (~ 4.0 × 10 6/ K) kontribuon në rezistencën e jashtëzakonshme ndaj goditjes termike.
Këto veti të brendshme ruhen edhe në temperatura që shkojnë përtej 1600 ° C, duke lejuar SiC të ruajë integritetin arkitektonik nën ekspozimin e zgjatur të drejtpërdrejtë ndaj çeliqeve të shkrirë, lloj, dhe gazet reaktive.
Ndryshe nga porcelani oksid si alumini, SiC nuk përgjigjet lehtësisht me karbon ose eutektikë të tipit me shkrirje të ulët për të minimizuar ambientet, një avantazh i rëndësishëm në trajtimin metalurgjik dhe gjysmëpërçues.
Kur fabrikohet në kanaçe– enë të bëra për të përfshirë dhe materiale ngrohëse– SiC tejkalon materialet tradicionale si kuarci, grafit, dhe alumini si në jetëgjatësinë ashtu edhe në integritetin e procesit.
1.2 Mikrostruktura dhe Siguria Mekanike
Performanca e crucibles SiC është e lidhur me kujdes me mikrostrukturën e tyre, e cila mbështetet në metodën e prodhimit dhe në përbërësit e sinterimit të përdorur.
Thurrat e shkallës refraktare prodhohen zakonisht duke përdorur lidhjen e përgjigjes, ku paraformat poroze të karbonit depërtohen me silikon të lëngshëm, duke formuar β-SiC nëpërmjet përgjigjes Si(l) + C(s) → SiC(s).
Ky proces gjeneron një strukturë të përbërë të SiC primar me silikon të mbetur pa kosto (5– 10%), e cila rrit përçueshmërinë termike, por mund të kufizojë përdorimin 1414 ° C(faktori i shkrirjes së silikonit).
Anasjelltas, Crucibles SiC të sinteruara plotësisht bëhen përmes sinterimit në gjendje të ngurtë ose në fazë të lëngshme duke përdorur aditivë të borit dhe karbonit ose aluminit-itria., duke arritur dendësi afër teorike dhe pastërti më të madhe.
Këto shfaqin rezistencë superiore ndaj zvarritjes dhe siguri oksidimi, megjithatë janë më të kushtueshme dhe më të vështira për t'u bërë në përmasa të mëdha.
( Crucibles karabit silikoni)
E grimcuar, mikrostruktura e ndërthurjes së SiC të sinterizuar siguron rezistencë të jashtëzakonshme ndaj shterimit termik dhe shpërbërjes mekanike, kritike kur merret me silikon të lëngshëm, germanium, ose komponimet III-V në procedurat e zhvillimit të kristalit.
Dizajni i kufirit të grurit, duke përfshirë kontrollin e fazave të dyta dhe porozitetit, luan një funksion thelbësor në krijimin e qëndrueshmërisë së qëndrueshme nën ngrohjen ciklike dhe mjediset kimike agresive.
2. Performanca termike dhe rezistenca mjedisore
2.1 Përçueshmëria termike dhe shpërndarja e ngrohtë
Një nga avantazhet përcaktuese të kapakut SiC është përçueshmëria e tyre e lartë termike, i cili lejon transferim të shpejtë dhe uniform të ngrohtë gjatë trajtimit me temperaturë të lartë.
Në krahasim me produktet me përçueshmëri të ulët si silicë e integruar (1– 2 W/(m · K)), SiC shpërndan në mënyrë efikase energjinë termike në të gjithë murin e kryqëzimit, pakësimi i pikave të nxehta të lokalizuara dhe gradientëve termikë.
Kjo harmoni është e nevojshme në procese të tilla si ngurtësimi i drejtuar i silikonit shumëkristalor për fotovoltaikë, ku homogjeniteti i drejtpërdrejtë i nivelit të temperaturës ndikon në cilësinë e lartë të kristalit dhe trashësinë e defektit.
Përzierja e përçueshmërisë së lartë dhe zgjerimit termik të reduktuar shkakton një kriter jashtëzakonisht të lartë të goditjes termike (R = k(1 - n)a/ fq), duke i bërë kutitë SiC rezistente ndaj plasaritjes gjatë cikleve të shpejta të ngrohjes ose ftohjes së shtëpisë.
Kjo mundëson ritme më të shpejta të rampës së sistemit të ngrohjes, xhiros e përmirësuar, dhe zvogëlohet koha e ndërprerjes si rezultat i dështimit të crucible.
Për më tepër, aftësia e materialit për t'u përballur me biçikleta të përsëritura termike pa shkatërrim të konsiderueshëm e bën atë të përshtatshëm për përpunim të vendosur në ngrohëset komerciale që funksionojnë sipër 1500 ° C.
2.2 Oksidimi dhe përputhshmëria kimike
Në nivele të larta të temperaturës në ajër, SiC kalon përmes oksidimit të lehtë, duke formuar një shtresë mbrojtëse të silicit amorf (SiO DY) në sipërfaqen e saj: SiC + 3/2 O ₂ → SiO DY + CO.
Kjo shtresë me xham dendësohet në temperatura të larta, duke vepruar si një pengesë difuzioni që ngadalëson më shumë oksidimin dhe mbron strukturën e poshtme qeramike.
Megjithatë, në mjedise në rënie ose kushte vakum– e zakonshme në rafinimin e gjysmëpërçuesve dhe çelikut– oksidimi është i shtypur, dhe SiC vazhdon të jetë kimikisht i qëndrueshëm kundrejt silikonit të shkrirë, alumini me peshë të lehtë, dhe disa skorje.
I reziston tretjes dhe përgjigjes me silikon të lëngshëm deri në 1410 ° C, megjithëse ekspozimi i zgjatur mund të rezultojë në grumbullim të vogël të karbonit ose ashpërsim të ndërfaqes.
Në mënyrë vendimtare, SiC nuk paraqet ndotje metalike në shkrirjet delikate, një nevojë thelbësore për prodhimin e silikonit në shkallë elektronike ku kontaminimi nga Fe, Cu, ose Cr duhet të mbahet nën nivelet ppb.
Megjithatë, duhet pasur kujdes gjatë përpunimit të metaleve alkaline tokësore ose oksideve shumë reaguese, pasi disa mund të heqin SiC në nivele të rënda të temperaturës.
3. Proceset e prodhimit dhe kontrolli i cilësisë
3.1 Metodat e ndërtimit dhe kontrolli i dimensioneve
Prodhimi i crucibles SiC përfshin formësimin, tharje, dhe shkrirje ose rrjedhje në temperaturë të lartë, me teknika të zgjedhura në bazë të pastërtisë së kërkuar, madhësia, dhe aplikimi.
Strategjitë e zakonshme të krijimit përfshijnë shtypjen izostatike, nxjerrje, dhe përhapja e rrëshqitjes, secili ofron shkallë të ndryshme të saktësisë dimensionale dhe uniformitetit mikrostrukturor.
Për kavanoza të mëdha të përdorura në përhapjen e shufrës diellore, Presioni izostatik siguron trashësi dhe trashësi të qëndrueshme të sipërfaqes së murit, duke ulur rrezikun e rritjes së pabarabartë termike dhe dështimit.
SiC i lidhur me reaksion (RBSC) Crucibles janë të përballueshme dhe përdoren zakonisht në fonderitë dhe tregjet diellore, megjithëse kufizimet e përsëritura të silikonit temperatura maksimale e tretësirës.
SiC i sinterizuar (SSiC) versionet, ndërsa ekstra i kushtueshëm, kanë një pastërti të jashtëzakonshme, ashpërsia, dhe rezistenca ndaj goditjeve kimike, duke i bërë ato të përshtatshme për aplikacione me vlerë të lartë si GaAs ose zhvillimi i kristaleve InP.
Përpunimi i saktë pas sinterimit mund të kërkohet për të arritur rezistenca të ngushta, veçanërisht për gropat e përdorura të ngrirjes së pjerrësisë së drejtë (VGF) ose Czochralski (CZ) sistemeve.
Mbarimi i sipërfaqes është thelbësor për të pakësuar vendet e bërthamës për të metat dhe për të siguruar rrjedhje të qetë të shkrirjes gjatë gjithë përhapjes.
3.2 Kontrolli i cilësisë dhe vlerësimi i efikasitetit
Sigurimi rigoroz i cilësisë është i rëndësishëm për të siguruar besueshmërinë dhe jetëgjatësinë e crucibles SiC në kushtet e kërkuara operacionale.
Teknikat e analizës jo-destruktive si ekzaminimi me ultratinguj dhe tomografia me rreze X përdoren për të dalluar ndarjet e brendshme, hapësirat, ose variacionet e trashësisë.
Analiza kimike duke përdorur XRF ose ICP-MS konfirmon shkallë të ulët të kontaminimeve metalike, ndërsa përçueshmëria termike dhe forca në përkulje përcaktohen për të vërtetuar konsistencën e produktit.
Cruciblet shpesh i nënshtrohen ekzaminimeve të simuluara të ciklit termik përpara dorëzimit për të përcaktuar mënyrat e mundshme të dështimit.
Gjurmueshmëria dhe akreditimi i grupeve janë të zakonshme në zinxhirët e furnizimit të gjysmëpërçuesve dhe hapësirës ajrore, ku dështimi i komponentëve mund të sjellë humbje të kushtueshme të prodhimit.
4. Aplikimet dhe Efekti Teknik
4.1 Industritë gjysmëpërçuese dhe fotovoltaike
Mbjelljet e karbitit të silikonit luajnë një rol vendimtar në prodhimin e silikonit me pastërti të lartë si për mikroelektronikën ashtu edhe për qelizat diellore.
Në furrat e ngurtësimit të drejtuar për shufrat fotovoltaike shumëkristalore, Crucibles të mëdha SiC veprojnë si enë kryesore për silikon të lëngshëm, Mbajtja e niveleve të temperaturës mbi 1500 ° C për cikle të shumta.
Inertiteti i tyre kimik ndalon kontaminimin, ndërsa siguria e tyre termike siguron fronte të qëndrueshme të ngurtësimit, duke çuar në vafera me cilësi më të lartë me më pak vendosje të gabuara dhe kufij kokrrizash.
Disa prodhues lyejnë sipërfaqen e brendshme me nitrid silici ose silicë për të ulur gjithashtu lidhjen dhe për të lehtësuar lëshimin e shufrës pas ftohjes.
Në shkallën kërkimore, rritja Czochralski e gjysmëpërçuesve të përbërë, Crucibles SiC me madhësi më të vogël përdoren për të mbajtur shkrirjet e GaAs, InSb, ose CdTe, ku reaktiviteti margjinal dhe siguria dimensionale janë kritike.
4.2 Metalurgji, Fabrika, dhe Teknologjitë në zhvillim
Përtej gjysmëpërçuesve, Crucibles SiC janë të domosdoshëm në rafinimin e çelikut, përgatitja e aliazhit, dhe procedurat e shkrirjes në shkallë laboratorike që përfshijnë aluminin, bakri, dhe elementet e rralla toke.
Rezistenca e tyre ndaj goditjes termike dhe erozionit i bën ato të përshtatshme për sistemet e ngrohjes me induksion dhe rezistencë në shkritore, ku ata mbijetojnë alternativat e grafitit dhe aluminit me disa cikle.
Në prodhimin aditiv të metaleve të përgjegjshëm, Kontejnerët SiC përdoren në shkrirjen e induksionit të fshesës me korrent për të parandaluar keqfunksionimin dhe kontaminimin e crucible.
Aplikacionet që dalin përbëhen nga aktivizuesit e kripës së shkrirë dhe sistemet e fokusuara të energjisë diellore, ku enët SiC mund të përfshijnë kripëra me temperaturë të lartë ose metale të lëngshme për ruajtjen e energjisë termike.
Me zhvillime të vazhdueshme në inovacionin e shkrirjes dhe dizajnin e mbulesës, Mbjelljet SiC janë gati për të mbështetur përpunimin e materialeve të gjeneratës së ardhshme, duke e bërë të mundur për të pastër, shumë më efikase, dhe sisteme termike komerciale të shkallëzuara.
Në përmbledhje, Thurrat e karbitit të silikonit përfaqësojnë një teknologji kritike lejuese në sintezën e produktit në temperaturë të lartë, duke kombinuar termike të jashtëzakonshme, mekanike, dhe efikasitetin kimik në një pjesë të vetme të projektuar.
Adoptimi i tyre i përhapur në të gjithë gjysmëpërçuesit, diellore, dhe industritë metalurgjike nxjerrin në pah detyrën e tyre si bazë e porcelanëve komercialë bashkëkohorë.
5. Shitësi
Qeramika e avancuar e themeluar në tetor 17, 2012, është një ndërmarrje e teknologjisë së lartë e përkushtuar ndaj kërkimit dhe zhvillimit, prodhimit, përpunimi, shitjet dhe shërbimet teknike të materialeve dhe produkteve relative qeramike. Produktet tona përfshijnë, por pa u kufizuar në produkte qeramike me karabit bor, Produkte qeramike me nitrid bor, Produkte qeramike me karabit silikoni, Produkte qeramike silikoni nitride, Produkte qeramike me dioksid zirkoni, etj. Nëse jeni të interesuar, ju lutem mos ngurroni të na kontaktoni.
Etiketa: Crucibles karabit silikoni, Qeramikë silikoni karabit, Crucibles qeramike karabit silikoni
Të gjithë artikujt dhe fotot janë nga interneti. Nëse ka ndonjë problem me të drejtën e autorit, ju lutemi na kontaktoni në kohë për ta fshirë.
Na pyesni