1. Awọn ibugbe Ohun elo ati Iduroṣinṣin Igbekale
1.1 Awọn ẹya ara inu ti Silicon Carbide
(Silikoni Carbide Crucibles)
Silikoni carbide (SiC) jẹ nkan seramiki covalent ti a ṣe pẹlu ohun alumọni ati awọn ọta erogba ti a ṣeto sinu ilana latticework tetrahedral kan, o kun tẹlẹ ni lori 250 polytypic orisi, pẹlu 6h, 4H, ati 3C jẹ ọkan ninu awọn ti o ga julọ ti o yẹ.
Isopọmọ itọnisọna to muna n funni ni lile lile (Moh ~ 9.5), ga gbona elekitiriki (80– 120 W/(m · K )fun funfun solitary kirisita), ati ki o ìkan kemikali inertness, ṣiṣe awọn ti o ọkan ninu awọn julọ logan ohun elo fun àìdá bugbamu.
Awọn ti o tobi bandgap (2.9– 3.3 eV) rii daju pe idabobo ina mọnamọna alailẹgbẹ ni ipele otutu yara ati resistance giga si awọn bibajẹ itankalẹ, lakoko ti o dinku olùsọdipúpọ idagba igbona (~ 4.0 × 10 ⁻ / K) takantakan si exceptional gbona mọnamọna resistance.
Awọn ohun-ini inu inu wọnyi tun wa ni ipamọ ni awọn iwọn otutu ti o lọ kọja 1600 ° C, gbigba SiC laaye lati ṣetọju iduroṣinṣin ayaworan labẹ ifihan taara gigun si awọn irin gbigbẹ, irú, ati ifaseyin ategun.
Ko dabi awọn tanganran oxide gẹgẹbi alumina, SiC ko dahun ni imurasilẹ pẹlu erogba tabi tẹ awọn eutectics yo kekere ni idinku awọn ambiences, anfani pataki ni mimu irin ati semikondokito.
Nigba ti a se sinu crucibles– awọn ohun elo ti a ṣe pẹlu ati awọn ohun elo igbona– SiC kọja awọn ohun elo ibile bii quartz, lẹẹdi, ati alumina ni ireti aye mejeeji ati iduroṣinṣin ilana.
1.2 Microstructure ati Darí Aabo
Awọn iṣẹ ti SiC crucibles ti wa ni fara ti so si wọn microstructure, eyi ti o gbẹkẹle ọna iṣelọpọ ati awọn eroja ti a lo.
Refractory-ite crucibles ti wa ni ojo melo produced nipa lilo esi imora, nibiti awọn apẹrẹ erogba la kọja ti wọ inu pẹlu ohun alumọni olomi, dagba β-SiC nipasẹ idahun Si(l) + C(s) → SiC(s).
Ilana yii n ṣe agbekalẹ eto akojọpọ ti SiC akọkọ pẹlu ohun alumọni ti ko ni iye owo to ku (5– 10%), eyi ti o mu imudara igbona pọ si ṣugbọn o le ni ihamọ lilo rẹ 1414 ° C(yo ifosiwewe ti ohun alumọni).
Lọna miiran, Awọn crucibles SiC ti a sọ di mimọ patapata ni a ṣe nipasẹ ipo-ipin-lile tabi ipasẹ olomi-lilo boron ati erogba tabi awọn afikun alumina-yttria, nini sunmọ-o tumq si iwuwo ati ki o tobi ti nw.
Iwọnyi ṣe afihan resistance ti nrakò ti o ga julọ ati aabo ifoyina sibẹsibẹ jẹ idiyele diẹ sii ati alakikanju lati ṣe ni awọn iwọn nla.
( Silikoni Carbide Crucibles)
Awọn itanran-grained, interlacing microstructure ti sintered SiC n pese atako ailẹgbẹ si irẹwẹsi gbona ati itusilẹ ẹrọ., lominu ni nigba mimu liquified silikoni, germanium, tabi III-V agbo ni awọn ilana idagbasoke gara.
Ọkà aala oniru, pẹlu iṣakoso ti awọn ipele keji ati porosity, ṣe iṣẹ pataki ni idasile agbara pipẹ labẹ alapapo cyclic ati awọn agbegbe kemikali ibinu.
2. Gbona Performance ati Environmental Resistance
2.1 Gbona Conductivity ati Gbona Pinpin
Ọkan ninu awọn anfani asọye ti awọn crucibles SiC jẹ adaṣe igbona giga wọn, eyiti ngbanilaaye gbigbe iyara ati aṣọ aṣọ jakejado mimu iwọn otutu giga.
Ni idakeji si awọn ọja iwa-kekere bi ohun alumọni ti a ṣepọ (1– 2 W/(m · K)), SiC daradara tuka agbara igbona jakejado odi crucible, dinku awọn aaye gbigbona agbegbe ati awọn gradients gbona.
Isokan yii jẹ pataki ni awọn ilana bii imuduro itọnisọna ti ohun alumọni multicrystalline fun awọn fọtovoltaics, nibiti ipele isokan ti iwọn otutu taara ni ipa ga didara gara ati sisanra abawọn.
Ijọpọ ti iṣe adaṣe giga ati idinku igbona igbona nfa ami iyasọtọ gbigbona giga ti o ga julọ (R = k(1 - n)a/p), ṣiṣe SiC crucibles sooro si wo inu jakejado awọn ọna ile alapapo tabi itutu iyipo.
Eyi ngbanilaaye fun awọn oṣuwọn rampu eto alapapo yiyara, iṣatunṣe ilọsiwaju, ati dinku downtime bi abajade ti crucible aise.
Jubẹlọ, Agbara ohun elo lati duro si gigun keke igbona ti o leralera laisi iparun nla jẹ ki o dara fun ṣiṣe iṣeto ni awọn igbona iṣowo ti n ṣiṣẹ loke. 1500 ° C.
2.2 Oxidation ati Kemikali ibamu
Ni awọn ipele iwọn otutu ti o ga ni afẹfẹ, SiC lọ nipasẹ irọrun ifoyina, lara kan aabo Layer ti amorphous yanrin (SiO MEJI) lori awọn oniwe-dada: SiC + 3/2 O ₂ → SiO MEJI + CO.
Yi glazed Layer densifies ni ga awọn iwọn otutu, sise bi idena itankale ti o fa fifalẹ ifoyina diẹ sii ati aabo eto seramiki ti o wa labẹ.
Sibẹsibẹ, ni awọn agbegbe ti o dinku tabi awọn ipo igbale– ibùgbé ni semikondokito ati irin refining– ifoyina ti wa ni ti tẹmọlẹ, ati SiC tẹsiwaju lati wa ni iduroṣinṣin kemikali dipo ohun alumọni didà, ina àdánù aluminiomu, ati ọpọlọpọ awọn slags.
O koju itu ati esi pẹlu ohun alumọni liquified soke si 1410 ° C, biotilejepe o gbooro sii ifihan le ja si ni kekere erogba gbe-soke tabi ni wiwo roughening.
Ni pataki, SiC ko ṣe afihan awọn idoti ti fadaka sinu awọn yo elege, iwulo pataki fun iṣelọpọ ohun alumọni ite eletiriki nibiti ibajẹ nipasẹ Fe, Ku, tabi Cr nilo lati wa ni isalẹ awọn ipele ppb.
Sibẹsibẹ, itọju ni lati ṣe nigbati o ba n ṣiṣẹ awọn irin ilẹ alkali tabi awọn oxides idahun pupọ, bi diẹ ninu awọn le wọ kuro SiC ni awọn ipele otutu otutu.
3. Awọn ilana iṣelọpọ ati Iṣakoso Didara
3.1 Awọn ọna Ikọle ati Iṣakoso Onisẹpo
Isejade ti SiC crucibles pẹlu mura, gbigbe, ati ki o ga-otutu sintering tabi seepage, pẹlu awọn ilana ti a mu da lori mimọ ti a beere, iwọn, ati ohun elo.
Awọn ilana ṣiṣẹda igbagbogbo pẹlu titẹ isostatic, extrusion, ati ifaworanhan ntan, ọkọọkan nfunni ni awọn iwọn oriṣiriṣi ti konge onisẹpo ati isokan microstructural.
Fun awọn crucibles nla ti a lo ninu itankale ingot oorun, Titẹ isostatic rii daju sisanra dada odi dédé ati sisanra, Idinku ewu ti idagbasoke igbona ti ko ni deede ati ikuna.
SiC ti o ni ifarakanra (RBSC) crucibles jẹ ti ifarada ati lilo ni igbagbogbo ni awọn ipilẹ ati awọn ọja oorun, botilẹjẹpe awọn ihamọ ohun alumọni loorekoore o pọju iwọn otutu ojutu.
Sintered SiC (SSiC) awọn ẹya, nigba ti afikun leri, ti yio se o lapẹẹrẹ funfun, lile, ati resistance to kemikali idasesile, ṣiṣe wọn yẹ fun awọn ohun elo giga-giga bi GaAs tabi InP gara idagbasoke.
Ṣiṣeto pipe lẹhin sisọtọ ni a le pe fun lati ṣaṣeyọri awọn resistance to muna, pataki fun awọn crucibles ti a ṣe ni lilo ninu didi ite ti o tọ (VGF) tabi Czochralski (CZ) awọn ọna šiše.
Ipari agbegbe dada jẹ pataki lati dinku awọn aaye iparun fun awọn abawọn ati rii daju ṣiṣan yo didan jakejado itankale.
3.2 Iṣakoso Didara ati Imudaniloju ṣiṣe
Imudaniloju didara to lagbara jẹ pataki lati rii daju igbẹkẹle ati igbesi aye gigun ti SiC crucibles labẹ awọn ipo iṣẹ ṣiṣe to nilo.
Awọn imuposi itupalẹ ti kii ṣe iparun gẹgẹbi ibojuwo ultrasonic ati aworan aworan X-ray ni a lo lati ṣe akiyesi awọn ipin inu., awọn aaye, tabi sisanra iyatọ.
Ṣiṣayẹwo kemikali nipa lilo XRF tabi ICP-MS jẹrisi awọn iwọn kekere ti awọn idoti onirin, nigba ti itanna elekitiriki ati agbara irọrun ti pinnu lati fọwọsi aitasera ọja.
Awọn crucibles nigbagbogbo ni itẹriba si awọn idanwo gigun kẹkẹ igbona afarawe ṣaaju ifijiṣẹ lati pinnu awọn ipo ikuna ti o ṣeeṣe..
Ṣeto wiwa kakiri ati ifọwọsi jẹ wọpọ ni semikondokito ati awọn ẹwọn ipese afẹfẹ, nibiti ikuna paati le mu awọn adanu iṣelọpọ idiyele idiyele.
4. Awọn ohun elo ati Imọ Ipa
4.1 Semikondokito ati Photovoltaic Industries
Ohun alumọni carbide crucibles ṣe ipa pataki ninu iṣelọpọ ohun alumọni mimọ-giga fun microelectronics mejeeji ati awọn sẹẹli oorun.
Ni awọn ileru imuduro itọnisọna fun multicrystalline photovoltaic ingots, nla SiC crucibles sise bi awọn jc eiyan fun liquified ohun alumọni, idaduro awọn ipele iwọn otutu ti pari 1500 ° C fun ọpọlọpọ awọn iyipo.
Inertness kemikali wọn da idoti duro, nigba ti won gbona aabo idaniloju dédé solidification fronts, yori si ga-didara wafers pẹlu kere sipo ati ọkà aala.
Diẹ ninu awọn aṣelọpọ n wọ agbegbe dada ti inu pẹlu ohun alumọni nitride tabi silica lati ni afikun idinku idinku ati dẹrọ itusilẹ ingot lẹhin itutu agbaiye..
Ninu idagbasoke Czochralski-iwadi ti awọn semikondokito agbo, Awọn crucibles SiC ti o kere ju ni a lo lati mu awọn thaws ti GaAs, InSb, tabi CDTe, nibiti ifaseyin alapin ati aabo onisẹpo jẹ pataki.
4.2 Metallurgy, Ile-iṣẹ, ati Nyoju Technologies
Ni ikọja semikondokito, Awọn crucibles SiC jẹ pataki ni isọdọtun irin, alloy igbaradi, ati awọn ilana yo ti iwọn-yàrá ti o kan aluminiomu, bàbà, ati toje-aiye eroja.
Agbara wọn si mọnamọna gbona ati ogbara jẹ ki wọn dara fun fifa irọbi ati awọn eto alapapo resistance ni awọn ipilẹ, nibiti wọn ti gbe lẹẹdi ati awọn omiiran alumina nipasẹ ọpọlọpọ awọn iyipo.
Ni afikun iṣelọpọ ti awọn irin idahun, Awọn apoti SiC ni a lo ninu yo ifasilẹ ifasilẹ igbale lati ṣe idiwọ aiṣedeede crucible ati ibajẹ.
Awọn ohun elo ti o dide ni awọn amuṣiṣẹ iyo didà ati awọn eto agbara oorun lojutu, nibiti awọn ohun elo SiC le pẹlu awọn iyọ iwọn otutu giga tabi awọn irin omi fun ibi ipamọ agbara gbona.
Pẹlu awọn idagbasoke lemọlemọfún ni sintering ĭdàsĭlẹ ati ibora oniru, Awọn crucibles SiC ti ṣetan lati ṣe atilẹyin sisẹ awọn ohun elo iran-tẹle, ṣiṣe awọn ti o ṣee ṣe fun regede, Elo siwaju sii daradara, ati awọn ọna ṣiṣe igbona iṣowo ti iwọn.
Ni atunṣe, ohun alumọni carbide crucibles soju kan lominu ni gbigba imo ero ni ga-otutu ọja kolaginni, apapọ o lapẹẹrẹ gbona, darí, ati ṣiṣe kẹmika ni apakan ti iṣelọpọ ẹyọkan.
Igbaradi wọn ti o wọpọ jakejado semikondokito, oorun, ati awọn ile-iṣẹ irin-irin ṣe afihan ojuse wọn gẹgẹbi ipilẹ ti awọn ohun elo iṣowo ode oni..
5. Olutaja
To ti ni ilọsiwaju Seramics da lori October 17, 2012, jẹ ile-iṣẹ imọ-ẹrọ giga ti o ṣe adehun si iwadii ati idagbasoke, iṣelọpọ, processing, tita ati imọ awọn iṣẹ ti seramiki ojulumo ohun elo ati awọn ọja. Awọn ọja wa pẹlu ṣugbọn kii ṣe opin si Awọn ọja seramiki Boron Carbide, Awọn ọja seramiki boron Nitride, Awọn ọja seramiki Silicon Carbide, Awọn ọja seramiki Silicon Nitride, Awọn ọja seramiki Dioxide Zirconium, ati be be lo. Ti o ba nife, jọwọ lero free lati kan si wa.
Awọn afi: Silikoni Carbide Crucibles, Seramiki Silikoni Carbide, Silicon Carbide seramiki Crucibles
Gbogbo awọn nkan ati awọn aworan wa lati Intanẹẹti. Ti o ba wa eyikeyi awọn ọran aṣẹ lori ara, jọwọ kan si wa ni akoko lati parẹ.
Beere wa