சிலிக்கான் கார்பைடு சிலுவைகள்: உயர்-வெப்பநிலை பொருள் செயலாக்கம் செராமிக் க்ரூசிபிள் செயல்படுத்துகிறது

1. பொருள் குடியிருப்புகள் மற்றும் கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாடு

1.1 சிலிக்கான் கார்பைட்டின் உள்ளார்ந்த அம்சங்கள்

(சிலிக்கான் கார்பைடு சிலுவைகள்)

சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) சிலிக்கான் மற்றும் கார்பன் அணுக்களால் ஆன கோவலன்ட் செராமிக் பொருள் ஒரு டெட்ராஹெட்ரல் லேட்டிஸ்வொர்க் கட்டமைப்பில் அமைக்கப்பட்டுள்ளது, முக்கியமாக ஓவரில் உள்ளது 250 பாலிடிபிக் வகைகள், 6H உடன், 4எச், மற்றும் 3C மிகவும் பொருத்தமான ஒன்றாகும்.

அதன் திடமான திசைப் பிணைப்பு விதிவிலக்கான கடினத்தன்மையை அளிக்கிறது (மோஸ் ~ 9.5), உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன் (80– 120 W/(மீ · கே )தூய தனியான படிகங்களுக்கு), மற்றும் ஈர்க்கக்கூடிய இரசாயன செயலற்ற தன்மை, இது கடுமையான வளிமண்டலங்களுக்கு மிகவும் வலுவான பொருட்களில் ஒன்றாகும்.

பெரிய பேண்ட்கேப் (2.9– 3.3 ஈ.வி) அறை வெப்பநிலை மட்டத்தில் விதிவிலக்கான மின்சார காப்பு மற்றும் கதிர்வீச்சு சேதங்களுக்கு அதிக எதிர்ப்பை உறுதி செய்கிறது, அதே சமயம் அதன் வெப்ப வளர்ச்சி குணகம் குறைக்கப்பட்டது (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ கே) விதிவிலக்கான வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பிற்கு பங்களிக்கிறது.

இந்த உள்ளார்ந்த பண்புகள் அப்பால் செல்லும் வெப்பநிலையிலும் பாதுகாக்கப்படுகின்றன 1600 ° சி, கரைக்கும் இரும்புகளுக்கு நீண்டகால நேரடி வெளிப்பாட்டின் கீழ் கட்டடக்கலை ஒருமைப்பாட்டைப் பாதுகாக்க SiC ஐ அனுமதிக்கிறது, வகையான, மற்றும் எதிர்வினை வாயுக்கள்.

அலுமினா போன்ற ஆக்சைடு பீங்கான்கள் போலல்லாமல், SiC கார்பனுடன் உடனடியாக பதிலளிக்காது அல்லது சுற்றுச்சூழலைக் குறைப்பதில் குறைந்த-உருகும் யூடெக்டிக்ஸ் வகை, உலோகவியல் மற்றும் குறைக்கடத்தி கையாளுதலில் ஒரு முக்கிய நன்மை.

சிலுவைகளில் புனையப்படும் போது– பொருட்கள் மற்றும் வெப்பமூட்டும் வகையில் செய்யப்பட்ட பாத்திரங்கள்– SiC குவார்ட்ஸ் போன்ற பாரம்பரிய பொருட்களை விட அதிகமாக உள்ளது, கிராஃபைட், மற்றும் ஆயுட்காலம் மற்றும் செயல்முறை ஒருமைப்பாடு இரண்டிலும் அலுமினா.

1.2 நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் இயந்திர பாதுகாப்பு

SiC க்ரூசிபிள்களின் செயல்திறன் அவற்றின் நுண் கட்டமைப்புடன் கவனமாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது உற்பத்தி முறை மற்றும் பயன்படுத்தப்படும் சின்டரிங் பொருட்களை சார்ந்துள்ளது.

ரிஃப்ராக்டரி-கிரேடு க்ரூசிபிள்கள் பொதுவாக பதில் பிணைப்பைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்படுகின்றன, நுண்ணிய கார்பன் முன்வடிவங்கள் திரவமாக்கப்பட்ட சிலிக்கானுடன் ஊடுருவிச் செல்கின்றன, பதில் Si வழியாக β-SiC ஐ உருவாக்குகிறது(எல்) + சி(கள்) → SiC(கள்).

இந்த செயல்முறையானது எஞ்சிய செலவு இல்லாத சிலிக்கானுடன் முதன்மை SiC இன் கூட்டு கட்டமைப்பை உருவாக்குகிறது (5– 10%), இது வெப்ப கடத்துத்திறனை அதிகரிக்கிறது ஆனால் பயன்பாட்டை கட்டுப்படுத்தலாம் 1414 ° சி(சிலிக்கானின் உருகும் காரணி).

மாறாக, போரான் மற்றும் கார்பன் அல்லது அலுமினா-இட்ரியா சேர்க்கைகளைப் பயன்படுத்தி திட-நிலை அல்லது திரவ-நிலை சின்டரிங் மூலம் முற்றிலும் சின்டர் செய்யப்பட்ட SiC க்ரூசிபிள்கள் தயாரிக்கப்படுகின்றன., அருகில் கோட்பாட்டு அடர்த்தி மற்றும் அதிக தூய்மை அடையும்.

இவை சிறந்த க்ரீப் ரெசிஸ்டன்ஸ் மற்றும் ஆக்சிடேஷன் பாதுகாப்பைக் காட்டுகின்றன..

( சிலிக்கான் கார்பைடு சிலுவைகள்)

நுண்ணிய தானியங்கள், சின்டர்டு SiC இன் இன்டர்லேசிங் மைக்ரோஸ்ட்ரக்சர் வெப்ப சோர்வு மற்றும் இயந்திர சிதைவுக்கு விதிவிலக்கான எதிர்ப்பை வழங்குகிறது, திரவமாக்கப்பட்ட சிலிக்கானைக் கையாளும் போது முக்கியமானது, ஜெர்மானியம், அல்லது படிக வளர்ச்சி செயல்முறைகளில் III-V கலவைகள்.

தானிய எல்லை வடிவமைப்பு, இரண்டாம் நிலைகளின் கட்டுப்பாடு மற்றும் போரோசிட்டி உட்பட, சுழற்சி வெப்பமூட்டும் மற்றும் ஆக்கிரமிப்பு இரசாயன சூழல்களின் கீழ் நீடித்த உறுதியை நிலைநிறுத்துவதில் இன்றியமையாத செயல்பாட்டை வகிக்கிறது.

2. வெப்ப செயல்திறன் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் எதிர்ப்பு

2.1 வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் சூடான விநியோகம்

SiC க்ரூசிபிள்களின் வரையறுக்கும் நன்மைகளில் ஒன்று அவற்றின் உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன் ஆகும், அதிக வெப்பநிலை கையாளுதல் முழுவதும் வேகமான மற்றும் சீரான சூடான பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கிறது.

ஒருங்கிணைந்த சிலிக்கா போன்ற குறைந்த கடத்துத்திறன் தயாரிப்புகளுக்கு எதிராக (1– 2 W/(மீ · கே)), SiC திறம்பட வெப்ப ஆற்றலை க்ரூசிபிள் சுவர் முழுவதும் சிதறடிக்கிறது, உள்ளூர் சூடான புள்ளிகள் மற்றும் வெப்ப சாய்வுகளை குறைக்கிறது.

ஒளிமின்னழுத்தத்திற்கான மல்டிகிரிஸ்டலின் சிலிக்கானின் திசை திடப்படுத்தல் போன்ற செயல்முறைகளில் இந்த இணக்கம் அவசியம்., வெப்பநிலை நிலை ஒருமைப்பாடு நேராக படிக உயர் தரம் மற்றும் குறைபாடு தடிமன் தாக்கம்.

அதிக கடத்துத்திறன் மற்றும் குறைக்கப்பட்ட வெப்ப விரிவாக்கம் ஆகியவற்றின் கலவையானது விதிவிலக்காக அதிக வெப்ப அதிர்ச்சி அளவுகோலை ஏற்படுத்துகிறது (ஆர் = கே(1 - என்)a/ p), விரைவான வீட்டு வெப்பமாக்கல் அல்லது குளிரூட்டும் சுழற்சிகள் முழுவதும் SiC க்ரூசிபிள்கள் விரிசல்களை எதிர்க்கும்.

இது வேகமான வெப்ப அமைப்பு வளைவு விகிதங்களை அனுமதிக்கிறது, மேம்படுத்தப்பட்ட செயல்திறன், மற்றும் க்ரூசிபிள் தோல்வியின் விளைவாக வேலையில்லா நேரம் குறைந்தது.

மேலும், கணிசமான அழிவின்றி மீண்டும் மீண்டும் தெர்மல் பைக்கிங்கிற்கு நிற்கும் பொருளின் திறன் மேலே இயங்கும் வணிக ஹீட்டர்களில் செட் செட் செய்வதற்கு ஏற்றதாக அமைகிறது. 1500 ° சி.

2.2 ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் இரசாயன இணக்கத்தன்மை

காற்றில் உயர்ந்த வெப்பநிலை நிலைகளில், SiC எளிதாக ஆக்சிஜனேற்றம் மூலம் செல்கிறது, உருவமற்ற சிலிக்காவின் பாதுகாப்பு அடுக்கை உருவாக்குகிறது (SiO TWO) அதன் மேற்பரப்பில்: SiC + 3/2 O ₂ → SiO TWO + CO.

இந்த மெருகூட்டப்பட்ட அடுக்கு அதிக வெப்பநிலையில் அடர்த்தியாகிறது, ஒரு பரவல் தடையாக செயல்படுகிறது, இது அதிக ஆக்ஸிஜனேற்றத்தை குறைக்கிறது மற்றும் அடிப்படை பீங்கான் கட்டமைப்பைப் பாதுகாக்கிறது.

எனினும், குறையும் சூழல்கள் அல்லது வெற்றிட நிலைகளில்– பொதுவாக குறைக்கடத்தி மற்றும் எஃகு சுத்திகரிப்பு– ஆக்சிஜனேற்றம் ஒடுக்கப்படுகிறது, மற்றும் SiC உருகிய சிலிக்கானுக்கு எதிராக வேதியியல் ரீதியாக நிலையானதாக உள்ளது, குறைந்த எடை அலுமினியம், மற்றும் பல கசடுகள்.

இது வரை திரவமாக்கப்பட்ட சிலிக்கான் மூலம் கரைதல் மற்றும் பதிலை எதிர்க்கிறது 1410 ° சி, நீட்டிக்கப்பட்ட வெளிப்பாடு சிறிய கார்பன் பிக்-அப் அல்லது இடைமுகத்தை கடினப்படுத்துகிறது.

முக்கியமாக, SiC உலோக மாசுபாடுகளை நுட்பமான உருகலாக வழங்காது, மின்னணு-தர சிலிக்கான் உற்பத்திக்கான ஒரு முக்கியமான தேவை, அங்கு Fe மூலம் மாசுபடுகிறது, கியூ, அல்லது Cr ஐ ppb அளவுகளுக்குக் கீழே வைத்திருக்க வேண்டும்.

எனினும், கார பூமி உலோகங்கள் அல்லது மிகவும் பதிலளிக்கக்கூடிய ஆக்சைடுகளை செயலாக்கும்போது கவனமாக இருக்க வேண்டும், சில கடுமையான வெப்பநிலை நிலைகளில் SiC ஐ அணியலாம்.

3. உற்பத்தி செயல்முறைகள் மற்றும் தரக் கட்டுப்பாடு

3.1 கட்டுமான முறைகள் மற்றும் பரிமாண கட்டுப்பாடு

SiC க்ரூசிபிள்களின் உற்பத்தி வடிவமைப்பை உள்ளடக்கியது, உலர்த்துதல், மற்றும் உயர் வெப்பநிலை சின்டரிங் அல்லது கசிவு, தேவையான தூய்மையின் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நுட்பங்களுடன், அளவு, மற்றும் விண்ணப்பம்.

வழக்கமான உருவாக்கும் உத்திகளில் ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்தும் அடங்கும், வெளியேற்றம், மற்றும் ஸ்லைடு பரவுகிறது, ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு அளவிலான பரிமாண துல்லியம் மற்றும் நுண் கட்டமைப்பு சீரான தன்மையை வழங்குகிறது.

சோலார் இங்காட் பரவலில் பயன்படுத்தப்படும் பெரிய சிலுவைகளுக்கு, ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்துதல் சுவர் மேற்பரப்பு தடிமன் மற்றும் தடிமன் ஆகியவற்றை உறுதி செய்கிறது, சீரற்ற வெப்ப வளர்ச்சி மற்றும் தோல்வியின் அச்சுறுத்தலைக் குறைத்தல்.

எதிர்வினை-பிணைக்கப்பட்ட SiC (RBSC) சிலுவைகள் மலிவு மற்றும் பொதுவாக ஃபவுண்டரிகள் மற்றும் சோலார் சந்தைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இருப்பினும் மீண்டும் மீண்டும் சிலிக்கான் கட்டுப்பாடுகள் அதிகபட்ச தீர்வு வெப்பநிலை.

சின்டெர்ட் SiC (SSiC) பதிப்புகள், போது கூடுதல் செலவு, குறிப்பிடத்தக்க தூய்மையைக் கையாளுங்கள், கடினத்தன்மை, மற்றும் இரசாயன வேலைநிறுத்தத்திற்கு எதிர்ப்பு, GaAs அல்லது InP படிக மேம்பாடு போன்ற உயர்-மதிப்பு பயன்பாடுகளுக்கு அவற்றைப் பொருத்தமானதாக மாற்றுகிறது.

இறுக்கமான எதிர்ப்பை அடைவதற்கு சின்டரிங் செய்த பிறகு துல்லியமான எந்திரம் தேவைப்படலாம், குறிப்பாக செங்குத்தான சாய்வு உறைநிலையில் பயன்படுத்தப்படும் சிலுவைகளுக்கு (VGF) அல்லது சோக்ரால்ஸ்கி (CZ) அமைப்புகள்.

குறைபாடுகளுக்கான அணுக்கரு தளங்களைக் குறைப்பதற்கும், பரவல் முழுவதும் சீரான உருகும் ஓட்டத்தை உறுதி செய்வதற்கும் மேற்பரப்புப் பகுதியை முடித்தல் மிகவும் முக்கியமானது..

3.2 தரக் கட்டுப்பாடு மற்றும் செயல்திறன் சரிபார்ப்பு

தேவைப்படும் செயல்பாட்டு நிலைமைகளின் கீழ் SiC க்ரூசிபிள்களின் நம்பகத்தன்மை மற்றும் நீண்ட ஆயுளை உறுதிப்படுத்த கடுமையான தர உத்தரவாதம் முக்கியமானது.

அல்ட்ராசோனிக் ஸ்கிரீனிங் மற்றும் எக்ஸ்ரே டோமோகிராபி போன்ற அழிவில்லாத பகுப்பாய்வு நுட்பங்கள் உள் பிளவுகளைக் கண்டறியப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன., இடைவெளிகள், அல்லது தடிமன் மாறுபாடுகள்.

XRF அல்லது ICP-MS பயன்படுத்தி இரசாயன பகுப்பாய்வு குறைந்த அளவு உலோக மாசுகளை உறுதிப்படுத்துகிறது, வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் நெகிழ்வு வலிமை ஆகியவை தயாரிப்பு நிலைத்தன்மையை சரிபார்க்க தீர்மானிக்கப்படுகின்றன.

க்ரூசிபிள்கள் பெரும்பாலும் பிரசவத்திற்கு முன், சாத்தியமான தோல்வி முறைகளைத் தீர்மானிக்க உருவகப்படுத்தப்பட்ட வெப்ப சைக்கிள் ஓட்டுதல் பரிசோதனைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன..

செமிகண்டக்டர் மற்றும் ஏரோஸ்பேஸ் சப்ளை செயின்களில் செட் டிரேசபிலிட்டி மற்றும் அங்கீகாரம் பொதுவானது, கூறுகள் செயலிழப்பது விலையுயர்ந்த உற்பத்தி இழப்பை ஏற்படுத்தும்.

4. பயன்பாடுகள் மற்றும் தொழில்நுட்ப விளைவு

4.1 குறைக்கடத்தி மற்றும் ஒளிமின்னழுத்த தொழில்கள்

மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் சோலார் செல்கள் இரண்டிற்கும் உயர்-தூய்மை சிலிக்கான் தயாரிப்பதில் சிலிக்கான் கார்பைடு க்ரூசிபிள்கள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன..

மல்டிகிரிஸ்டலின் ஒளிமின்னழுத்த இங்காட்களுக்கான திசை திடப்படுத்தல் உலைகளில், பெரிய SiC சிலுவைகள் திரவமாக்கப்பட்ட சிலிக்கானுக்கான முதன்மை கொள்கலனாக செயல்படுகின்றன, வெப்பநிலை நிலைகளைத் தக்கவைத்தல் 1500 பல சுழற்சிகளுக்கு ° C.

அவற்றின் இரசாயன செயலற்ற தன்மை மாசுபடுவதை நிறுத்துகிறது, அவற்றின் வெப்ப பாதுகாப்பு நிலையான திடப்படுத்தல் முனைகளை உறுதி செய்யும் போது, குறைந்த தவறான இடங்கள் மற்றும் தானிய எல்லைகள் கொண்ட உயர்தர செதில்களுக்கு வழிவகுக்கிறது.

சில உற்பத்தியாளர்கள் உள் மேற்பரப்புப் பகுதியை சிலிக்கான் நைட்ரைடு அல்லது சிலிக்காவுடன் பூசுகிறார்கள்..

கலவை குறைக்கடத்திகளின் ஆராய்ச்சி அளவிலான Czochralski வளர்ச்சியில், சிறிய அளவிலான SiC க்ரூசிபிள்கள் GaA களின் கரைப்பைப் பிடிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, InSb, அல்லது CdTe, விளிம்பு வினைத்திறன் மற்றும் பரிமாண பாதுகாப்பு ஆகியவை முக்கியமானவை.

4.2 உலோகவியல், தொழிற்சாலை, மற்றும் வளர்ந்து வரும் தொழில்நுட்பங்கள்

குறைக்கடத்திகளுக்கு அப்பால், எஃகு சுத்திகரிப்புக்கு SiC க்ரூசிபிள்கள் இன்றியமையாதவை, கலவை தயாரிப்பு, மற்றும் அலுமினியம் சம்பந்தப்பட்ட ஆய்வக அளவிலான உருகும் நடைமுறைகள், செம்பு, மற்றும் அரிய-பூமி கூறுகள்.

வெப்ப அதிர்ச்சி மற்றும் அரிப்புக்கு அவற்றின் எதிர்ப்பானது ஃபவுண்டரிகளில் தூண்டல் மற்றும் எதிர்ப்பு வெப்ப அமைப்புகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது., அங்கு அவை கிராஃபைட் மற்றும் அலுமினா மாற்றுகளை பல சுழற்சிகளில் விடுகின்றன.

பதிலளிக்கக்கூடிய உலோகங்களின் சேர்க்கை உற்பத்தியில், SiC கொள்கலன்கள் க்ரூசிபிள் செயலிழப்பு மற்றும் மாசுபடுவதைத் தடுக்க வெற்றிட கிளீனர் தூண்டல் உருகலில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன..

எழும் பயன்பாடுகள் உருகிய உப்பு ஆக்டிவேட்டர்கள் மற்றும் கவனம் செலுத்தும் சூரிய ஆற்றல் அமைப்புகளைக் கொண்டிருக்கும், SiC பாத்திரங்களில் வெப்ப ஆற்றல் சேமிப்புக்கான உயர் வெப்பநிலை உப்புகள் அல்லது திரவ உலோகங்கள் இருக்கலாம்.

புதுமை மற்றும் கவர் வடிவமைப்பில் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றங்களுடன், SiC crucibles அடுத்த தலைமுறை பொருட்கள் செயலாக்கத்தை ஆதரிக்க தயாராக உள்ளன, துப்புரவாளர்களுக்கு சாத்தியமாக்குகிறது, மிகவும் திறமையான, மற்றும் அளவிடக்கூடிய வணிக வெப்ப அமைப்புகள்.

மறுபரிசீலனையில், சிலிக்கான் கார்பைடு க்ரூசிபிள்கள் உயர்-வெப்பநிலை தயாரிப்புத் தொகுப்பில் முக்கியமான அனுமதிக்கும் தொழில்நுட்பத்தைக் குறிக்கின்றன, குறிப்பிடத்தக்க வெப்பத்தை இணைத்தல், இயந்திரவியல், மற்றும் ஒரு ஒற்றை பொறிக்கப்பட்ட பகுதியில் இரசாயன திறன்.

குறைக்கடத்தி முழுவதும் அவற்றின் பரவலான தத்தெடுப்பு, சூரிய ஒளி, மற்றும் உலோகவியல் தொழில்கள் சமகால வணிக பீங்கான்களின் அடித்தளமாக தங்கள் கடமையை எடுத்துக்காட்டுகின்றன.

5. விற்பனையாளர்

அட்வான்ஸ்டு செராமிக்ஸ் அக்டோபரில் நிறுவப்பட்டது 17, 2012, ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டிற்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்ட உயர் தொழில்நுட்ப நிறுவனமாகும், உற்பத்தி, செயலாக்கம், பீங்கான் தொடர்புடைய பொருட்கள் மற்றும் தயாரிப்புகளின் விற்பனை மற்றும் தொழில்நுட்ப சேவைகள். எங்கள் தயாரிப்புகளில் போரான் கார்பைடு செராமிக் தயாரிப்புகள் அடங்கும் ஆனால் அவை மட்டும் அல்ல, போரான் நைட்ரைடு செராமிக் பொருட்கள், சிலிக்கான் கார்பைடு செராமிக் பொருட்கள், சிலிக்கான் நைட்ரைடு செராமிக் பொருட்கள், சிர்கோனியம் டை ஆக்சைடு பீங்கான் பொருட்கள், முதலியன. நீங்கள் ஆர்வமாக இருந்தால், தயவு செய்து எங்களை தொடர்பு கொள்ளவும்.
குறிச்சொற்கள்: சிலிக்கான் கார்பைடு சிலுவைகள், சிலிக்கான் கார்பைடு செராமிக், சிலிக்கான் கார்பைடு செராமிக் க்ரூசிபிள்ஸ்

அனைத்து கட்டுரைகளும் படங்களும் இணையத்தில் இருந்து வந்தவை. ஏதேனும் பதிப்புரிமைச் சிக்கல்கள் இருந்தால், நீக்க சரியான நேரத்தில் எங்களை தொடர்பு கொள்ளவும்.

எங்களை விசாரிக்கவும்