1. Истиқоматгоҳҳои моддӣ ва якпорчагии сохторӣ
1.1 Хусусиятҳои дохилии карбиди кремний
(Тигелҳои карбиди кремний)
Карбиди кремний (SiC) як ҷавҳари сафолии ковалентӣ аст, ки аз атомҳои кремний ва карбон иборат аст, ки дар чаҳорчӯбаи панҷараи тетраэдралӣ ҷойгир шудаанд, асосан дар зиёда аз он мавҷуд аст 250 намудҳои политипӣ, бо 6H, 4Х, ва 3C яке аз мувофиқтаринҳост.
Пайвасткунии сахти самти он сахтии истисноӣ медиҳад (Мохс ~ 9.5), гармигузаронии баланд (80– 120 В/(м · К )барои кристаллхои поки яккаса), ва бефаъолияти химиявии таъсирбахш, онро ба яке аз материалхои мустахкамтарин барои атмосфераи сахт табдил медихад.
Фосилаи калон (2.9– 3.3 eV) кафолат медиҳад, ки изолятсияи барқии истисноӣ дар сатҳи ҳарорати хонагӣ ва муқовимати баланд ба зарари радиатсионӣ, дар ҳоле ки коэффисиенти афзоиши гармии он коҳиш ёфтааст (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ К) ба муқовимати фавқулоддаи зарбаи гармӣ мусоидат мекунад.
Ин хосиятҳои дохилӣ инчунин дар ҳарорати аз ҳад зиёд нигоҳ дошта мешаванд 1600 ° C, ба SiC барои нигоҳ доштани якпорчагии меъморӣ дар зери таъсири дарозмуддати мустақими пӯлодҳо иҷозат медиҳад, навъ, ва газҳои реактивӣ.
Баръакси сафолҳои оксиди ба монанди гилхок, SiC ба осонӣ бо карбон ё эвтектикаи обшавии пасти навъи барои кам кардани муҳити атроф ҷавоб намедиҳад., бартарии муҳим дар коркарди металлургӣ ва нимноқилҳо.
Вақте ки ба тигел сохта шудаанд– зарфҳои барои дохил ва маводи гарм– SiC аз маводи анъанавӣ ба монанди кварц зиёдтар аст, графит, ва гилхок ҳам дар давомнокии умр ва ҳам дар якпорчагии раванд.
1.2 Микросохтор ва амнияти механикӣ
Фаъолияти тигелҳои SiC ба микроструктураи онҳо бодиққат алоқаманд аст, ки ба усули истехсол ва ингредиентхои агломерационии истифодашуда такя мекунад.
Тиглҳои дараҷаи ба оташ тобовар одатан бо истифода аз пайванди ҷавобӣ истеҳсол карда мешаванд, ки дар он преформхои карбон ковок бо кремнийи моеъ дохил мешаванд, ташаккули β-SiC тавассути ҷавоб Si(л) + C(с) → SiC(с).
Ин раванд сохтори таркибии SiC-и ибтидоиро бо кремнийи боқимондаи бехарҷ тавлид мекунад (5– 10%), ки гузариши гармиро баланд мебардорад, аммо метавонад истифодаи онро маҳдуд кунад 1414 ° C(омили обшавии кремний).
Баръакс, Тигелҳои комилан синтершудаи SiC тавассути агломератсияи марҳилаи сахт ё моеъ бо истифодаи иловаҳои бор ва карбон ё гилхок-иттриа сохта мешаванд, расидан ба зичии наздики назариявӣ ва тозагии бештар.
Инҳо муқовимати олии хазандагон ва амнияти оксидшавиро нишон медиҳанд, аммо дар андозаҳои калон гаронтар ва душвортаранд..
( Тигелҳои карбиди кремний)
Дар ҷарима, Сохтори байниҳамдигарии SiC-и синтерӣ муқовимати истисноиро ба фарсудаи гармӣ ва парокандашавии механикӣ таъмин мекунад, ҳангоми коркарди кремнийи моеъ муҳим аст, германий, ё пайвастагиҳои III-V дар равандҳои рушди кристалл.
Тарҳрезии сарҳади ғалла, аз он чумла назорати зинаи дуюм ва ковокй, дар муқаррар кардани устувории доимӣ дар гармии даврӣ ва муҳити хашмгини кимиёвӣ вазифаи муҳим мебозад.
2. Иҷрои гармидиҳӣ ва муқовимат ба муҳити зист
2.1 Кобилияти гармидиҳӣ ва тақсимоти гарм
Яке аз бартариҳои муайянкунандаи тигелҳои SiC ин гузариши баланди гармии онҳо мебошад, ки ин имкон медихад, ки гарм ва якхела дар давоми коркарди харорати баланд.
Бар хилофи маҳсулоти пастсифат, ба монанди кремнийи интегралӣ (1– 2 В/(м · К)), SiC энергияи гармиро дар тамоми девори тигел самаранок пароканда мекунад, кам кардани нуқтаҳои гарми маҳаллӣ ва градиентҳои гармӣ.
Ин ҳамоҳангӣ дар равандҳое, ба монанди сахтшавии самти кремнийи бисёркристаллӣ барои фотоэлектрикҳо зарур аст, ки дар он якрангии сатҳи ҳарорат ба сифати баланди булӯр ва ғафсии камбудиҳо мустақиман таъсир мерасонад.
Омехтаи гузариши баланд ва тавсеаи гармии кам боиси меъёри бениҳоят баланди зарбаи гармӣ мегардад (R = к(1 - Н)а/ с), сохтани тигельҳои SiC ба шикастан дар тӯли давраҳои гармидиҳии зуд ё хунуккунии хона.
Ин имкон медиҳад, ки суръати баландтари системаи гармидиҳӣ, гузариши беҳтаршуда, ва дар натичаи корношоямии тигель кам шуд.
Гайр аз ин, Қобилияти мавод барои истодан ба велосипедронии такрории гармӣ бе харобии назаррас онро барои коркарди маҷмӯи дар гармкунакҳои тиҷоратӣ, ки дар боло кор мекунанд, мувофиқ месозад. 1500 ° C.
2.2 Оксидшавӣ ва мутобиқати кимиёвӣ
Дар ҳарорати баланд дар ҳаво, SiC аз оксидшавии осон мегузарад, қабати муҳофизатии кремнийи аморфӣ ташкил медиҳанд (SiO ДУ) дар рӯи он: SiC + 3/2 O ₂ → SiO ДУ + CO.
Ин қабати шишабандӣ дар ҳарорати баланд зич мешавад, ҳамчун монеаи диффузия амал мекунад, ки оксидшавии бештарро суст мекунад ва сохтори сафолии асосиро муҳофизат мекунад.
Аммо, дар муҳитҳои коҳишёбанда ё шароити вакуум– маъмулан дар коркарди нимноқилҳо ва пулод– оксидшавй боздошта мешавад, ва SiC нисбат ба кремний гудохта аз ҷиҳати кимиёвӣ устувор боқӣ мемонад, алюминийи сабук, ва якчанд шлак.
Он ба обшавӣ ва вокуниш бо кремнийи моеъ тобовар аст 1410 ° C, гарчанде ки таъсири тӯлонӣ метавонад ба ҷамъоварии карбонҳои хурд ё дағалшавии интерфейс оварда расонад.
Ба таври ҳалкунанда, SiC ифлосшавии металлиро ба гудохтаҳои нозук пешниҳод намекунад, эҳтиёҷоти муҳим барои истеҳсоли кремнийи дараҷаи электронӣ, ки дар он ифлосшавӣ бо Fe, Cu, ё Cr бояд дар поён аз сатҳи ppb нигоҳ дошта шавад.
Аммо, хангоми кор карда баромадани металлхои ишко-лии замин ё оксидхои хеле чавобгар эхтиёт кардан лозим аст, зеро баъзеҳо метавонанд SiC-ро дар сатҳи шадиди ҳарорат фарсуда кунанд.
3. Равандҳои истеҳсолот ва назорати сифат
3.1 Усулҳои сохтмон ва назорати андоза
Истеҳсоли тигелҳои SiC шаклбандиро дар бар мегирад, хушк кардан, ва дар ҳарорати баланд агломератсия ё пошидан, бо техникае, ки дар асоси тозагии зарурӣ интихоб шудааст, андоза, ва ариза.
Стратегияҳои муқаррарии эҷод фишори изостатикиро дар бар мегиранд, экструзия, ва паҳншавии слайд, ҳар кадом дараҷаҳои гуногуни дақиқии андоза ва якрангии микроструктураро пешниҳод мекунанд.
Барои тигелҳои калон, ки дар паҳн кардани қубурҳои офтобӣ истифода мешаванд, пахшкунии изостатикӣ ғафсӣ ва ғафсии сатҳи деворро таъмин мекунад, кам кардани хатари афзоиши нобаробари гармӣ ва шикаст.
SiC бо реаксия пайваст (RBSC) Тигелҳо дастрасанд ва одатан дар рехтагарӣ ва бозорҳои офтобӣ истифода мешаванд, гарчанде такроршаванда кремний маҳдудиятҳои ҳадди ҳарорати маҳлул.
Синтеризатсияшуда SiC (SSiC) версияҳо, дар ҳоле ки хароҷоти иловагӣ, тозагии назаррасро ба даст оранд, сахтгирй, ва муқовимат ба зарбаи химиявӣ, онҳоро барои барномаҳои баландарзиш ба монанди рушди GaAs ё InP кристалл мувофиқ месозад.
Барои ноил шудан ба муқовимати қатъӣ, коркарди дақиқ пас аз синтеризатсия даъват карда мешавад, махсусан барои тигельхое, ки дар нишебии рост ях мекунанд, истифода мешаванд (ВГФ) ё Цочральский (CZ) системахо.
Анҷом додани майдони рӯизаминӣ барои кам кардани нуқсонҳо барои камбудиҳо ва таъмини ҷараёни ҳамвор дар саросари паҳншавӣ муҳим аст.
3.2 Назорати сифат ва тасдиқи самаранокӣ
Кафолати қатъии сифат барои таъмини эътимоднокӣ ва умри дарози тигелҳои SiC дар шароити зарурии амалиёт муҳим аст..
Усулҳои таҳлили харобнашаванда ба монанди скрининги ултрасадо ва томографияи рентгенӣ барои муайян кардани тақсимоти дохилӣ истифода мешаванд., ҷойҳо, ё вариантҳои ғафсӣ.
Таҳлили кимиёвӣ бо истифода аз XRF ё ICP-MS дараҷаи пасти ифлосшавии металлиро тасдиқ мекунад, дар ҳоле ки гузаронандагии гармидиҳӣ ва қувваи флексия барои тасдиқи мувофиқати маҳсулот муайян карда мешавад.
Барои муайян кардани шеваҳои эҳтимолии нокомӣ, пеш аз таҳвил, тигелҳо аксар вақт аз имтиҳонҳои симулятсионии велосипедронии гармӣ гузаронида мешаванд..
Пайгирӣ ва аккредитатсия дар занҷирҳои таъминоти нимноқилҳо ва аэрокосмосҳо маъмуланд, ки дар он чо нокомии компонент метавонад ба талафоти гаронбахои истехсолот оварда расонад.
4. Барномаҳо ва Таъсири техникӣ
4.1 Саноати нимноқилҳо ва фотоэлектрикҳо
Тигелҳои карбиди кремний дар истеҳсоли кремнийи тозаи баланд ҳам барои микроэлектроника ва ҳам ҳуҷайраҳои офтобӣ нақши муҳим мебозанд.
Дар печьхои самти сахтгирй барои заррахои фотоэлектрикхои бисьёркристаллй, Тиглҳои калони SiC ҳамчун контейнери ибтидоӣ барои кремнийи моеъ амал мекунанд, нигоҳ доштани ҳарорати баланд 1500 ° C барои давраҳои сершумор.
Беэътибории кимиёвии онҳо ифлосшавиро бозмедорад, дар ҳоле ки амнияти гармии онҳо ҷабҳаҳои устувори устуворро таъмин мекунад, боиси паст шудани вафельхои хушсифат бо кам чойгиршавй ва сархадхои галла мегардад.
Баъзе истеҳсолкунандагон майдони дохилии сатҳи дохилиро бо нитриди кремний ё кремний мепӯшонанд, то пайвандро ба таври иловагӣ коҳиш диҳанд ва пас аз хунуккунӣ озодшавии гулбаҳоро осон кунанд..
Дар микьёси илмй-тадкикотии Цочральский афзоиши нимнокилхои мураккаб, Тигелҳои хурдтари SiC барои нигоҳ доштани обшавии GaAs истифода мешаванд, InSb, ё CdTe, ки дар он реактивии маржиналй ва амнияти андозагирй хеле мухиманд.
4.2 металлургия, Завод, ва Технологияҳои рушдёбанда
Ғайр аз нимноқилҳо, Тиглҳои SiC дар коркарди пӯлод ҳатмӣ мебошанд, тайёр кардани хӯла, ва расмиёти гудохтани алюминий дар миқёси лабораторӣ, мис, ва элементхои нодири замин.
Муқовимати онҳо ба зарбаи гармӣ ва эрозия онҳоро барои системаҳои гармидиҳии индуксионӣ ва муқовимат дар рехтагарӣ мувофиқ мекунад., дар он ҷо онҳо аз алтернативаҳои графит ва гилхок бо якчанд давраҳо зиндагӣ мекунанд.
Дар истеҳсоли иловагии металлҳои ҷавобгӯ, Контейнерҳои SiC дар обшавии индуксионии чангкашак барои пешгирии корношоямӣ ва ифлосшавии тигель истифода мешаванд..
Барномаҳои пайдошуда аз фаъолкунандаҳои намаки гудохта ва системаҳои энергияи офтобӣ иборатанд, ки дар он зарфҳои SiC метавонанд намакҳои ҳарорати баланд ё металлҳои моеъро барои нигоҳдории энергияи гармӣ дар бар гиранд.
Бо рушди пайваста дар инноватсионии sintering ва тарҳрезии пӯшонидани, Тиглҳои SiC омодаанд, ки коркарди насли ояндаро дастгирӣ кунанд, тозатарро имконпазир мегардонад, хеле самараноктар, ва системаҳои гармидиҳии миқёспазири тиҷоратӣ.
Дар хулоса, Тигелҳои карбиди кремний як технологияи муҳимро дар синтези маҳсулот дар ҳарорати баланд муаррифӣ мекунанд, гармии назаррасро муттаҳид мекунад, механикй, ва самаранокии химиявӣ дар як қисми муҳандисӣ.
Қабули онҳо дар тамоми нимноқилҳо маъмул аст, офтобӣ, ва саноати металлургӣ вазифаи онҳоро ҳамчун таҳкурсии сафолҳои тиҷории муосир таъкид мекунанд.
5. Фурӯшанда
Advanced Ceramics моҳи октябр таъсис ёфтааст 17, 2012, як корхонаи баландтехнологӣ мебошад, ки ба тадқиқот ва рушд нигаронида шудааст, истехсолот, коркард, фуруш ва хизматрасонии техникии масолех ва маснуоти нисбии сафолй. Маҳсулоти мо Маҳсулоти керамикии бор карбидро дар бар мегирад, аммо бо ин маҳдуд намешавад, Маҳсулоти керамикии бор нитриди, Маҳсулоти сафолӣ кремний карбиди, Маҳсулоти сафолӣ кремний нитриди, Маҳсулоти сафолии диоксиди цирконий, ва гайра. Агар шумо таваҷҷӯҳ дошта бошед, лутфан бо мо дар тамос шавед.
Тегҳо: Тигелҳои карбиди кремний, Керамики карбиди кремний, Тигелҳои сафолии кремний карбиди
Ҳама мақолаҳо ва тасвирҳо аз Интернет мебошанд. Агар ягон масъалаи ҳуқуқи муаллиф вуҷуд дошта бошад, лутфан бо мо дар вақти барои нест кардани.
Моро пурсед