سلیکن کاربائیڈ کروسیبلز: اعلی درجہ حرارت کے مواد کی پروسیسنگ سیرامک ​​کروسیبل کو فعال کرنا

1. مادی رہائش گاہیں اور ساختی سالمیت

1.1 سلکان کاربائیڈ کی اندرونی خصوصیات

(سلیکن کاربائیڈ کروسیبلز)

سلیکن کاربائیڈ (SiC) ایک ہم آہنگ سیرامک ​​مادہ ہے جو سلکان اور کاربن ایٹموں سے بنا ہے جو ٹیٹراہیڈرل لیٹیس ورک فریم ورک میں قائم ہوتا ہے, بنیادی طور پر اوور میں موجود ہے۔ 250 پولی ٹائپک اقسام, 6H کے ساتھ, 4ایچ, اور 3C انتہائی موزوں میں سے ایک ہے۔.

اس کا ٹھوس دشاتمک تعلق غیر معمولی سختی فراہم کرتا ہے۔ (محس ~ 9.5), اعلی تھرمل چالکتا (80– 120 W/(m · K )خالص تنہا کرسٹل کے لیے), اور متاثر کن کیمیائی جڑت, اسے شدید ماحول کے لیے سب سے مضبوط مواد میں سے ایک بنانا.

بڑا بینڈ گیپ (2.9– 3.3 eV) کمرے کے درجہ حرارت کی سطح پر غیر معمولی برقی موصلیت اور تابکاری کے نقصانات کے خلاف اعلی مزاحمت کو یقینی بناتا ہے۔, جبکہ اس کا تھرمل نمو گتانک کم ہو جاتا ہے۔ (~ 4.0 × 10 ⁻⁶/ K) غیر معمولی تھرمل جھٹکا مزاحمت میں حصہ لیتا ہے۔.

یہ اندرونی خصوصیات درجہ حرارت سے آگے بڑھنے پر بھی محفوظ رہتی ہیں۔ 1600 ° C, SiC کو پگھلنے والے اسٹیل کے طویل عرصے تک براہ راست نمائش کے تحت تعمیراتی سالمیت کو محفوظ رکھنے کی اجازت دینا, قسم, اور رد عمل والی گیسیں۔.

آکسائڈ چینی مٹی کے برتن جیسے ایلومینا کے برعکس, SiC کاربن کے ساتھ آسانی سے جواب نہیں دیتا یا ماحول کو کم سے کم کرنے میں کم پگھلنے والی eutectics ٹائپ کرتا ہے۔, میٹالرجیکل اور سیمی کنڈکٹر ہینڈلنگ میں ایک اہم فائدہ.

جب مصلیوں میں گھڑا جاتا ہے۔– شامل کرنے کے لیے بنائے گئے برتن اور گرم مواد– SiC روایتی مواد جیسے کوارٹج سے زیادہ ہے۔, گریفائٹ, اور ایلومینا زندگی کی توقع اور عمل کی سالمیت دونوں میں.

1.2 مائکرو اسٹرکچر اور مکینیکل سیکیورٹی

SiC crucibles کی کارکردگی احتیاط سے ان کے مائکرو اسٹرکچر سے منسلک ہے۔, جو پیداوار کے طریقہ کار اور استعمال شدہ sintering اجزاء پر انحصار کرتا ہے۔.

ریفریکٹری گریڈ کروسیبلز عام طور پر رسپانس بانڈنگ کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیے جاتے ہیں۔, جہاں غیر محفوظ کاربن پریفارمز مائع سلیکون کے ساتھ داخل ہوتے ہیں۔, جواب Si کے ذریعے β-SiC تشکیل دینا(l) + سی(s) → SiC(s).

یہ عمل بقایا لاگت سے پاک سلکان کے ساتھ بنیادی SiC کا ایک جامع ڈھانچہ تیار کرتا ہے۔ (5– 10%), جو تھرمل چالکتا کو بڑھاتا ہے لیکن استعمال کو محدود کر سکتا ہے۔ 1414 ° C(سلکان کے پگھلنے کا عنصر).

اس کے برعکس, مکمل طور پر sintered SiC crucibles بوران اور کاربن یا ایلومینا-یٹریا ایڈیٹیو کا استعمال کرتے ہوئے سالڈ سٹیٹ یا مائع فیز سنٹرنگ کے ذریعے بنائے جاتے ہیں۔, قریب نظریاتی کثافت اور زیادہ پاکیزگی حاصل کرنا.

یہ اعلی کریپ ریزسٹنس اور آکسیڈیشن سیکیورٹی ڈسپلے کرتے ہیں تاہم بڑے سائز میں بنانا زیادہ مہنگا اور مشکل ہے۔.

( سلیکن کاربائیڈ کروسیبلز)

باریک دانے دار, sintered SiC کا ایک دوسرے سے منسلک مائکرو اسٹرکچر تھرمل تھکن اور مکینیکل ٹوٹ پھوٹ کے خلاف غیر معمولی مزاحمت فراہم کرتا ہے, مائع سلکان کو سنبھالتے وقت اہم, جرمینیم, یا کرسٹل ترقی کے طریقہ کار میں III-V مرکبات.

اناج کی سرحد کا ڈیزائن, دوسرے مراحل اور پوروسیٹی کا کنٹرول بھی شامل ہے۔, سائکلک ہیٹنگ اور جارحانہ کیمیائی ماحول کے تحت دیرپا مضبوطی قائم کرنے میں ایک ضروری کام کرتا ہے.

2. تھرمل کارکردگی اور ماحولیاتی مزاحمت

2.1 تھرمل چالکتا اور گرم تقسیم

SiC crucibles کے واضح فوائد میں سے ایک ان کی اعلی تھرمل چالکتا ہے۔, جو اعلی درجہ حرارت سے نمٹنے کے دوران تیز اور یکساں گرم منتقلی کی اجازت دیتا ہے۔.

انٹیگریٹڈ سلکا جیسے کم چالکتا کی مصنوعات کے برخلاف (1– 2 W/(m · K)), SiC پوری دیوار میں تھرمل توانائی کو مؤثر طریقے سے منتشر کرتا ہے۔, مقامی گرم مقامات اور تھرمل گریڈینٹ کو کم کرنا.

یہ ہم آہنگی فوٹوولٹکس کے لیے ملٹی کرسٹل لائن سلیکون کی دشاتمک استحکام جیسے عمل میں ضروری ہے۔, جہاں درجہ حرارت کی سطح کی یکسانیت براہ راست کرسٹل کے اعلی معیار اور خامی کی موٹائی کو متاثر کرتی ہے۔.

اعلی چالکتا اور کم تھرمل توسیع کا مرکب غیر معمولی اعلی تھرمل جھٹکا معیار کا سبب بنتا ہے (R = k(1 --.n)a/p), فوری گھر کو گرم کرنے یا ٹھنڈک کرنے کے دوران SiC کروسیبلز کو کریکنگ کے خلاف مزاحم بنانا.

یہ تیز تر حرارتی نظام کے ریمپ کی شرحوں کی اجازت دیتا ہے۔, بہتر تھرو پٹ, اور کروسیبل فیل ہونے کے نتیجے میں ڈاؤن ٹائم میں کمی واقع ہوئی۔.

مزید یہ کہ, مواد کی قابل ذکر تباہی کے بغیر بار بار تھرمل بائیک چلانے کے لیے کھڑے ہونے کی صلاحیت اسے اوپر چلنے والے کمرشل ہیٹرز میں سیٹ پروسیسنگ کے لیے موزوں بناتی ہے۔ 1500 ° C.

2.2 آکسیکرن اور کیمیائی مطابقت

ہوا میں بلند درجہ حرارت کی سطح پر, SiC آسان آکسیکرن سے گزرتا ہے۔, بے ساختہ سلکا کی حفاظتی تہہ بنانا (سی او ٹو) اس کی سطح پر: SiC + 3/2 O ₂ → SiO TWO + CO.

یہ چمکدار تہہ اعلی درجہ حرارت پر کثافت ہوتی ہے۔, ایک بازی رکاوٹ کے طور پر کام کرنا جو زیادہ آکسیکرن کو سست کرتا ہے اور بنیادی سیرامک ​​ڈھانچے کی حفاظت کرتا ہے.

تاہم, کم ہوتے ماحول یا ویکیوم حالات میں– سیمی کنڈکٹر اور سٹیل ریفائننگ میں معمول– آکسیکرن دبایا جاتا ہے, اور SiC پگھلے ہوئے سلکان کے مقابلے میں کیمیائی طور پر مستحکم ہے۔, ہلکے وزن ایلومینیم, اور کئی slags.

یہ مائع سلکان کے ساتھ تحلیل اور ردعمل کے خلاف مزاحمت کرتا ہے۔ 1410 ° C, اگرچہ طویل نمائش کے نتیجے میں چھوٹے کاربن پک اپ یا انٹرفیس کی کھردری ہو سکتی ہے۔.

اہم طور پر, SiC دھاتی آلودگیوں کو نازک پگھلنے میں پیش نہیں کرتا ہے۔, الیکٹرانک گریڈ سلکان مینوفیکچرنگ کے لئے ایک اہم ضرورت ہے جہاں Fe کی طرف سے آلودگی, کیو, یا Cr کو پی پی بی کی سطح سے نیچے رکھنے کی ضرورت ہے۔.

تاہم, الکلائن ارتھ میٹلز یا انتہائی ریسپانسیو آکسائیڈز پر کارروائی کرتے وقت احتیاط برتنی ہوگی۔, جیسا کہ کچھ شدید درجہ حرارت کی سطح پر SiC کو دور کر سکتے ہیں۔.

3. پیداواری عمل اور کوالٹی کنٹرول

3.1 تعمیراتی طریقے اور جہتی کنٹرول

SiC crucibles کی پیداوار میں تشکیل دینا شامل ہے۔, خشک کرنا, اور اعلی درجہ حرارت کی sintering یا sepage, مطلوبہ پاکیزگی پر مبنی تکنیکوں کے ساتھ, سائز, اور درخواست.

عام طور پر بنانے کی حکمت عملیوں میں isostatic پریسنگ شامل ہے۔, اخراج, اور سلائیڈ پھیلانا, ہر ایک جہتی درستگی اور مائیکرو اسٹرکچرل یکسانیت کی مختلف ڈگری پیش کرتا ہے۔.

سولر پنڈ کے پھیلاؤ میں استعمال ہونے والے بڑے کروسیبلز کے لیے, isostatic پریسنگ دیوار کی سطح کی موٹائی اور موٹائی کو یقینی بناتی ہے۔, غیر مساوی تھرمل ترقی اور ناکامی کے خطرے کو کم کرنا.

رد عمل سے منسلک SiC (آر بی ایس سی) کروسیبلز سستی ہیں اور فاؤنڈریوں اور سولر مارکیٹوں میں عام طور پر استعمال ہوتی ہیں۔, بار بار سلکان پابندیوں زیادہ سے زیادہ حل درجہ حرارت اگرچہ.

sintered SiC (SSiC) ورژن, جبکہ اضافی مہنگا, قابل ذکر پاکیزگی کا سودا, سختی, اور کیمیائی حملے کے خلاف مزاحمت, انہیں اعلی قدر والی ایپلی کیشنز جیسے GaAs یا InP کرسٹل ڈیولپمنٹ کے لیے موزوں بنانا.

سخت مزاحمت کو حاصل کرنے کے لیے sintering کے بعد صحت سے متعلق مشینی کا مطالبہ کیا جا سکتا ہے۔, خاص طور پر کروسیبلز کے لیے جو سیدھی ڈھلوان منجمد میں استعمال ہوتی ہیں۔ (وی جی ایف) یا Czochralski (سی زیڈ) نظام.

خامیوں کے لیے نیوکلیشن سائٹس کو کم کرنے اور پھیلاؤ کے دوران ہموار پگھلنے کے بہاؤ کو یقینی بنانے کے لیے سطح کے رقبے کی تکمیل ضروری ہے۔.

3.2 کوالٹی کنٹرول اور کارکردگی کی توثیق

سخت کوالٹی اشورینس ضروری ہے کہ آپریشنل حالات کے تحت SiC کروسیبلز کی وشوسنییتا اور طویل زندگی کو یقینی بنایا جا سکے۔.

غیر تباہ کن تجزیہ تکنیک جیسے الٹراسونک اسکریننگ اور ایکس رے ٹوموگرافی کا استعمال اندرونی تقسیم کو دیکھنے کے لیے کیا جاتا ہے۔, خالی جگہیں, یا موٹائی مختلف حالتوں.

XRF یا ICP-MS کا استعمال کرتے ہوئے کیمیائی تجزیہ دھاتی آلودگی کی کم ڈگری کی تصدیق کرتا ہے, جبکہ تھرمل چالکتا اور لچکدار طاقت مصنوعات کی مستقل مزاجی کی توثیق کرنے کے لیے پرعزم ہیں۔.

ممکنہ ناکامی کے طریقوں کا تعین کرنے کے لیے ڈیلیوری سے پہلے کروسیبلز کو اکثر نقلی تھرمل سائیکلنگ امتحانات کا نشانہ بنایا جاتا ہے۔.

سیمی کنڈکٹر اور ایرو اسپیس سپلائی چینز میں سیٹ ٹریس ایبلٹی اور ایکریڈیشن عام ہیں۔, جہاں اجزاء کی ناکامی مہنگے پیداواری نقصانات کا باعث بن سکتی ہے۔.

4. ایپلی کیشنز اور تکنیکی اثر

4.1 سیمی کنڈکٹر اور فوٹوولٹک انڈسٹریز

سلیکون کاربائیڈ کروسیبلز مائیکرو الیکٹرانکس اور سولر سیل دونوں کے لیے اعلیٰ پاکیزگی والے سلکان کی تیاری میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔.

ملٹی کرسٹل لائن فوٹوولٹک انگوٹوں کے لیے دشاتمک ٹھوس بھٹیوں میں, بڑے SiC crucibles مائع سلیکون کے لیے بنیادی کنٹینر کے طور پر کام کرتے ہیں۔, درجہ حرارت کی سطح کو برقرار رکھنا 1500 متعدد چکروں کے لیے ° C.

ان کی کیمیائی جڑت آلودگی کو روکتی ہے۔, جب کہ ان کی تھرمل سیکیورٹی مسلسل مضبوطی کے محاذوں کو یقینی بناتی ہے۔, کم غلط جگہوں اور اناج کی حدود کے ساتھ اعلی معیار کے ویفرز کا باعث بنتا ہے۔.

کچھ مینوفیکچررز بانڈ کو کم کرنے اور ٹھنڈا ہونے کے بعد پنڈ کے اخراج کو آسان بنانے کے لیے اندرونی سطح کے حصے کو سلکان نائٹرائڈ یا سلیکا سے کوٹ دیتے ہیں۔.

کمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹرز کی تحقیقی پیمانے پر Czochralski نمو, چھوٹے سائز کے SiC کروسیبلز کا استعمال GaAs کے پگھلنے کے لیے کیا جاتا ہے۔, InSb, یا CdTe, جہاں معمولی رد عمل اور جہتی سیکیورٹی اہم ہے۔.

4.2 دھات کاری, فیکٹری, اور ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز

سیمی کنڈکٹرز سے آگے, SiC کروسیبلز سٹیل ریفائننگ میں ناگزیر ہیں۔, مرکب کی تیاری, اور لیبارٹری پیمانے پر پگھلنے کے طریقہ کار جس میں ایلومینیم شامل ہے۔, تانبا, اور نایاب زمینی عناصر.

تھرمل جھٹکا اور کٹاؤ کے خلاف ان کی مزاحمت انہیں فاؤنڈریوں میں شامل کرنے اور مزاحمتی حرارتی نظام کے لیے موزوں بناتی ہے۔, جہاں وہ گریفائٹ اور ایلومینا کے متبادل کو کئی چکروں سے زندہ رکھتے ہیں۔.

ذمہ دار دھاتوں کی اضافی مینوفیکچرنگ میں, ایس آئی سی کنٹینرز کو ویکیوم کلینر انڈکشن پگھلانے میں استعمال کیا جاتا ہے تاکہ کروسیبل کی خرابی اور آلودگی کو روکا جا سکے۔.

پیدا ہونے والی ایپلی کیشنز پگھلے ہوئے نمک کو متحرک کرنے والے اور مرکوز شمسی توانائی کے نظام پر مشتمل ہیں۔, جہاں SiC برتنوں میں تھرمل توانائی ذخیرہ کرنے کے لیے اعلی درجہ حرارت والے نمکیات یا سیال دھاتیں شامل ہو سکتی ہیں.

sintering اختراع اور کورنگ ڈیزائن میں مسلسل ترقی کے ساتھ, SiC crucibles اگلی نسل کے مواد کی پروسیسنگ کو سپورٹ کرنے کے لیے تیار ہیں۔, صاف کرنے کے لئے ممکن بنانا, بہت زیادہ موثر, اور توسیع پذیر تجارتی تھرمل نظام.

recap میں, سلکان کاربائیڈ کروسیبلز اعلی درجہ حرارت کی مصنوعات کی ترکیب میں ایک اہم اجازت دینے والی ٹیکنالوجی کی نمائندگی کرتے ہیں, قابل ذکر تھرمل کا امتزاج, مکینیکل, اور ایک انجنیئر حصے میں کیمیائی کارکردگی.

سیمی کنڈکٹر بھر میں ان کی مروجہ اختیار, شمسی, اور میٹالرجیکل صنعتیں عصری تجارتی چینی مٹی کے برتنوں کی بنیاد کے طور پر اپنے فرض کو نمایاں کرتی ہیں.

5. فروش

اکتوبر کو اعلی درجے کی سیرامکس کی بنیاد رکھی گئی۔ 17, 2012, تحقیق اور ترقی کے لیے پرعزم ایک ہائی ٹیک انٹرپرائز ہے۔, پیداوار, پروسیسنگ, سیرامک ​​رشتہ دار مواد اور مصنوعات کی فروخت اور تکنیکی خدمات. ہماری مصنوعات میں بورون کاربائیڈ سیرامک ​​مصنوعات شامل ہیں لیکن ان تک محدود نہیں۔, بوران نائٹرائڈ سیرامک ​​مصنوعات, سلیکن کاربائیڈ سیرامک ​​مصنوعات, سلیکن نائٹرائڈ سیرامک ​​مصنوعات, زرکونیم ڈائی آکسائیڈ سیرامک ​​مصنوعات, وغیرہ. اگر آپ دلچسپی رکھتے ہیں۔, براہ مہربانی بلا جھجھک ہم سے رابطہ کریں۔.
ٹیگز: سلیکن کاربائیڈ کروسیبلز, سلیکن کاربائیڈ سیرامک, سلیکن کاربائیڈ سیرامک ​​کروسیبلز

تمام مضامین اور تصاویر انٹرنیٹ سے ہیں۔. اگر کاپی رائٹ کا کوئی مسئلہ ہے۔, حذف کرنے کے لئے وقت میں ہم سے رابطہ کریں.

ہم سے پوچھ گچھ کریں۔