የሞኖክሪስታሊን ሲሊከን እድገትን ጥራት የሚወስኑ አስፈላጊ ቁሳቁሶች - የሙቀት መስክ

የሞኖክሪስታሊን ሲሊከን የእድገት ሂደት በሙቀት መስክ ውስጥ ሙሉ በሙሉ ይከናወናል። ጥሩ የሙቀት መስክ የክሪስታሎችን ጥራት ለማሻሻል ምቹ ሲሆን ከፍተኛ የክሪስታላይዜሽን ውጤታማነት አለው። የሙቀት መስክ ዲዛይን በአብዛኛው በተለዋዋጭ የሙቀት መስክ ውስጥ ያለውን የሙቀት ቅልጥፍና እና በእቶኑ ክፍል ውስጥ ያለውን የጋዝ ፍሰት ይወስናል። በሙቀት መስክ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉት ቁሳቁሶች ልዩነት የሙቀት መስክ የአገልግሎት ዘመንን በቀጥታ ይወስናል። ምክንያታዊ ያልሆነ የሙቀት መስክ የጥራት መስፈርቶችን የሚያሟሉ ክሪስታሎችን ለማብቀል ብቻ ሳይሆን በተወሰኑ የሂደት መስፈርቶች መሠረት ሙሉ ሞኖክሪስታሊን ማሳደግም አይችልም። ለዚህም ነው ቀጥተኛ-ጎትት ሞኖክሪስታሊን ሲሊከን ኢንዱስትሪ የሙቀት መስክ ዲዛይንን እንደ በጣም ዋና ቴክኖሎጂ አድርጎ የሚመለከተው እና በሙቀት መስክ ምርምር እና ልማት ውስጥ ከፍተኛ የሰው ኃይል እና የቁሳቁስ ሀብቶችን የሚያፈሰው።

የሙቀት ስርዓቱ ከተለያዩ የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች የተዋቀረ ነው። በሙቀት መስክ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉትን ቁሳቁሶች በአጭሩ እናስተዋውቃለን። በሙቀት መስክ ውስጥ ስላለው የሙቀት ስርጭት እና በክሪስታል መጎተት ላይ ስላለው ተጽእኖ፣ እዚህ ላይ አናጤነውም። የሙቀት መስክ ቁሱ በክሪስታል እድገት ውስጥ ባለው የቫክዩም እቶን ክፍል ውስጥ ያለውን መዋቅር እና የሙቀት መከላከያ ክፍል ያመለክታል፣ ይህም በሴሚኮንዳክተር መቅለጥ እና ክሪስታል ዙሪያ ተገቢውን የሙቀት ስርጭት ለመፍጠር አስፈላጊ ነው።

1. የሙቀት መስክ መዋቅር ቁሳቁስ

ሞኖክሪስታሊን ሲሊከንን ለማልማት ቀጥተኛ-መጎተት ዘዴን የሚደግፈው መሠረታዊ ቁሳቁስ ከፍተኛ ንፁህ ግራፋይት ነው። የግራፋይት ቁሳቁሶች በዘመናዊ ኢንዱስትሪ ውስጥ በጣም አስፈላጊ ሚና ይጫወታሉ። እንደ የሙቀት መስክ መዋቅራዊ አካላት ሊያገለግሉ ይችላሉማሞቂያዎች, የመመሪያ ቱቦዎች, ክሩብልስ, የኢንሱሌሽን ቱቦዎች፣ የክሩሲብል ትሪዎች፣ ወዘተ. በክሮክሪስታሊን ሲሊከን ዝግጅት ውስጥ።

የግራፋይት ቁሳቁሶችየተመረጡት በትላልቅ መጠኖች ለመዘጋጀት ቀላል፣ ሊሰሩ የሚችሉ እና ለከፍተኛ ሙቀት መቋቋም የሚችሉ በመሆናቸው ነው። በአልማዝ ወይም በግራፋይት መልክ ያለው ካርቦን ከማንኛውም ንጥረ ነገር ወይም ውህድ የበለጠ የመቅለጥ ነጥብ አለው። የግራፋይት ቁሳቁሶች በተለይም በከፍተኛ ሙቀት በጣም ጠንካራ ናቸው፣ እና የኤሌክትሪክ እና የሙቀት አማቂ ባህሪያቸውም በጣም ጥሩ ነው። የኤሌክትሪክ አመጣጣኙነት እንደ ተስማሚ ያደርገዋልማሞቂያቁሳቁስ። አጥጋቢ የሙቀት ማስተላለፊያ ቅንጅት አለው፣ ይህም በማሞቂያው የሚፈጠረው ሙቀት ወደ ክሩሲብል እና ሌሎች የሙቀት መስክ ክፍሎች በእኩል እንዲሰራጭ ያስችለዋል። ሆኖም ግን፣ በከፍተኛ ሙቀት፣ በተለይም በረጅም ርቀት፣ ዋናው የሙቀት ማስተላለፊያ ሁነታ ጨረር ነው።

የግራፋይት ክፍሎች መጀመሪያ ላይ ከማይነር ጋር ከተቀላቀሉ ጥቃቅን የካርቦን ቅንጣቶች የተሠሩ ሲሆን በኤክስትሩዥን ወይም በኢሶስታቲክ ፕሬሲንግ ይፈጠራሉ። ከፍተኛ ጥራት ያላቸው የግራፋይት ክፍሎች ብዙውን ጊዜ በተናጥል ይጫናሉ። መላው ክፍል መጀመሪያ ካርቦኔት የተደረገበት ሲሆን ከዚያም በጣም ከፍተኛ በሆነ የሙቀት መጠን እስከ 3000°ሴ አካባቢ ግራፊቲዝ ይደረጋል። ከእነዚህ ሙሉ ክፍሎች የሚቀነባበሩት ክፍሎች ብዙውን ጊዜ የሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ መስፈርቶችን ለማሟላት የብረት ብክለትን ለማስወገድ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ክሎሪን ባለው ከባቢ አየር ውስጥ ይጸዳሉ። ሆኖም፣ ከተገቢው ጽዳት በኋላም ቢሆን፣ የብረት ብክለት መጠን ለሲሊኮን ሞኖክሪስታሊን ቁሶች ከሚፈቀደው መጠን በላይ ነው። ስለዚህ፣ የእነዚህ ክፍሎች ብክለት ወደ ማቅለጥ ወይም ክሪስታል ወለል እንዳይገባ ለመከላከል በሙቀት መስክ ዲዛይን ላይ ጥንቃቄ መደረግ አለበት።

የግራፋይት ቁሳቁሶች በትንሹ ዘልቀው የሚገቡ በመሆናቸው፣ በውስጡ የቀረው ብረት ወደ ላይኛው ክፍል እንዲደርስ ቀላል ያደርገዋል። በተጨማሪም፣ በግራፋይት ወለል ዙሪያ ባለው የማጽጃ ጋዝ ውስጥ የሚገኘው ሲሊኮን ሞኖክሳይድ ወደ አብዛኛዎቹ ቁሳቁሶች ዘልቆ በመግባት ምላሽ ሊሰጥ ይችላል።

ቀደምት የሞኖክሪስታሊን የሲሊኮን ምድጃ ማሞቂያዎች እንደ ቱንግስተን እና ሞሊብዴነም ካሉ የማቃጠያ ብረቶች የተሠሩ ነበሩ። የግራፋይት ማቀነባበሪያ ቴክኖሎጂ እያደገ ሲሄድ፣ በግራፊት ክፍሎች መካከል ያለው ግንኙነት የኤሌክትሪክ ባህሪያት ተረጋግተዋል፣ እና ሞኖክሪስታሊን የሲሊኮን ምድጃ ማሞቂያዎች ቱንግስተን፣ ሞሊብዴነም እና ሌሎች የቁሳቁስ ማሞቂያዎችን ሙሉ በሙሉ ተክተዋል። በአሁኑ ጊዜ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለው የግራፋይት ቁሳቁስ ኢሶስታቲክ ግራፋይት ነው። የአገሬ ኢሶስታቲክ የግራፋይት ዝግጅት ቴክኖሎጂ በአንጻራዊ ሁኔታ ኋላ ቀር ነው፣ እና በአገር ውስጥ የፎቶቮልታይክ ኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት አብዛኛዎቹ የግራፋይት ቁሳቁሶች ከውጭ የሚመጡ ናቸው። የውጭ ኢሶስታቲክ የግራፋይት አምራቾች በዋናነት የጀርመን SGL፣ ​​የጃፓን ቶካይ ካርቦን፣ የጃፓን ቶዮ ታንሶ፣ ወዘተ ያካትታሉ። በዞክራልስኪ ሞኖክሪስታሊን የሲሊኮን ምድጃዎች ውስጥ፣ የC/C ውህድ ቁሳቁሶች አንዳንድ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ እና ቦልቶችን፣ ፍሬዎችን፣ ክሩብልስን፣ የጭነት ሳህኖችን እና ሌሎች ክፍሎችን ለማምረት ጥቅም ላይ መዋል ጀምረዋል። የካርቦን/ካርቦን (ሲ/ሲ) ውህዶች እንደ ከፍተኛ የተወሰነ ጥንካሬ፣ ከፍተኛ የተወሰነ ሞዱለስ፣ ዝቅተኛ የሙቀት መስፋፋት ኮፊሸንት፣ ጥሩ የኤሌክትሪክ ምህዳራዊነት፣ ከፍተኛ የስብራት ጥንካሬ፣ ዝቅተኛ የተወሰነ የስበት ኃይል፣ የሙቀት ድንጋጤ መቋቋም፣ የዝገት መቋቋም እና ከፍተኛ የሙቀት መቋቋም ያሉ ተከታታይ ጥሩ ባህሪያት ያላቸው የካርቦን ፋይበር የተጠናከረ የካርቦን ላይ የተመሰረቱ ውህዶች ናቸው። በአሁኑ ጊዜ፣ በአየር በረራ፣ በእሽቅድምድም፣ በባዮማቴሪያሎች እና በሌሎች መስኮች እንደ አዲስ ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቋቋም የሚችሉ መዋቅራዊ ቁሳቁሶች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ። በአሁኑ ጊዜ፣ የሀገር ውስጥ የሲ/ሲ ውህዶች የሚያጋጥሟቸው ዋና ዋና ማነቆዎች አሁንም የወጪ እና የኢንዱስትሪ ጉዳዮች ናቸው።

የሙቀት መስኮችን ለመሥራት የሚያገለግሉ ሌሎች ብዙ ቁሳቁሶች አሉ። የካርቦን ፋይበር የተጠናከረ ግራፋይት የተሻሉ የሜካኒካል ባህሪያት አሉት፤ ነገር ግን የበለጠ ውድ እና ለዲዛይን ሌሎች መስፈርቶች አሉት።ሲሊከን ካርቦይድ (ሲሲ)በብዙ መልኩ ከግራፋይት የተሻለ ቁሳቁስ ነው፣ ነገር ግን ከፍተኛ መጠን ያላቸውን ክፍሎች ለማዘጋጀት በጣም ውድ እና አስቸጋሪ ነው። ሆኖም፣ SiC ብዙውን ጊዜ እንደየሲቪዲ ሽፋንለቆርቆሮ ሲሊኮን ሞኖክሳይድ ጋዝ የተጋለጡ የግራፋይት ክፍሎችን ዕድሜ ለመጨመር እና ከግራፋይት የሚመጣውን ብክለት ለመቀነስ ይረዳል። ጥቅጥቅ ያለው የሲቪዲ ሲሊከን ካርቦይድ ሽፋን በማይክሮፖረስ ግራፋይት ቁሳቁስ ውስጥ ያሉ ብክለቶች ወደ ላይ እንዳይደርሱ በብቃት ይከላከላል።

ሌላው ደግሞ የሲቪዲ ካርቦን ሲሆን ከግራፋይት ክፍል በላይ ጥቅጥቅ ያለ ንብርብር ሊፈጥር ይችላል። እንደ ሞሊብዲነም ወይም ከአካባቢው ጋር አብረው ሊኖሩ የሚችሉ የሴራሚክ ቁሳቁሶች ያሉ ሌሎች ከፍተኛ ሙቀት መቋቋም የሚችሉ ቁሳቁሶች መቅለጥን የመበከል አደጋ በሌለበት ቦታ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ። ሆኖም፣ የኦክሳይድ ሴራሚክስ በአጠቃላይ በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ለግራፋይት ቁሳቁሶች ተግባራዊነታቸው የተገደበ ነው፣ እና መከላከያ አስፈላጊ ከሆነ ሌሎች አማራጮች ጥቂት ናቸው። አንደኛው ባለ ስድስት ጎን ቦሮን ናይትሬድ ነው (አንዳንድ ጊዜ ተመሳሳይ ባህሪያት ስላሉት ነጭ ግራፋይት ይባላል)፣ ነገር ግን የሜካኒካል ባህሪያቱ ደካማ ናቸው። ሞሊብዲነም በአጠቃላይ ለከፍተኛ የሙቀት ሁኔታዎች በተመጣጣኝ ዋጋ፣ በሲሊኮን ክሪስታሎች ውስጥ ዝቅተኛ የስርጭት ፍጥነት እና በጣም ዝቅተኛ የሆነ የመለየት ኮፊሸንት ስላለው ለከፍተኛ የሙቀት ሁኔታዎች በተመጣጣኝ ሁኔታ ጥቅም ላይ ይውላል፣ ይህም የክሪስታል አወቃቀሩን ከማጥፋቱ በፊት የተወሰነ መጠን ያለው የሞሊብዲነም ብክለትን ያስችላል።

2. የሙቀት መከላከያ ቁሳቁሶች

በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው የኢንሱሌሽን ቁሳቁስ በተለያዩ ቅርጾች የካርቦን ፌልት ነው። የካርቦን ፌልት ከቀጭን ቃጫዎች የተሠራ ሲሆን ይህም በአጭር ርቀት ውስጥ የሙቀት ጨረርን ብዙ ጊዜ ስለሚከላከሉ እንደ መከላከያ ሆኖ ያገለግላል። ለስላሳው የካርቦን ፌልት በአንጻራዊ ሁኔታ ቀጭን በሆኑ የቁሳቁስ ወረቀቶች የተጠቀለለ ሲሆን ከዚያም ወደሚፈለገው ቅርፅ ተቆርጦ ወደ ተመጣጣኝ ራዲየስ በጥብቅ ይታጠፋል። የተፈወሱ ፌልቶች ከተመሳሳይ የፋይበር ቁሳቁሶች የተዋቀሩ ሲሆኑ የተበተኑትን ፋይበሮች ወደ ይበልጥ ጠንካራ እና ቅርጽ ወዳለው ነገር ለማገናኘት የካርቦን የያዘ ማያያዣ ጥቅም ላይ ይውላል። ከማያዣ ይልቅ የካርቦን ኬሚካል ትነት ክምችት መጠቀም የቁሳቁሱን ሜካኒካል ባህሪያት ሊያሻሽል ይችላል።

በተለምዶ፣ የሙቀት መከላከያው የማከሚያው ሽፋን ውጫዊ ገጽ መሸርሸርንና መበላሸትን እንዲሁም የብክለት ብክለትን ለመቀነስ በተከታታይ ግራፋይት ሽፋን ወይም ፎይል ይሸፈናል። እንደ ካርቦን አረፋ ያሉ ሌሎች የካርቦን ላይ የተመሰረቱ የሙቀት መከላከያ ቁሳቁሶችም አሉ። በአጠቃላይ፣ ግራፋይት የተደረጉ ቁሳቁሶች በግልጽ የሚመረጡት ግራፋይትነት የፋይበሩን ወለል ስፋት በእጅጉ ስለሚቀንስ ነው። የእነዚህ ከፍተኛ ወለል ያላቸው ቁሳቁሶች ጋዝ ማውጣት በእጅጉ ይቀንሳል፣ እና ምድጃውን ወደ ተስማሚ ቫክዩም ለማስገባት ያነሰ ጊዜ ይወስዳል። ሌላው ደግሞ እንደ ቀላል ክብደት፣ ከፍተኛ ጉዳት መቻቻል እና ከፍተኛ ጥንካሬ ያሉ አስደናቂ ባህሪያት ያሉት የC/C ውህድ ቁሳቁስ ነው። የግራፋይት ክፍሎችን ለመተካት በሙቀት መስኮች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው የግራፋይት ክፍሎችን የመተካት ድግግሞሽ በእጅጉ ይቀንሳል፣ የሞኖክሪስታሊን ጥራት እና የምርት መረጋጋትን ያሻሽላል።

በጥሬ እቃ ምደባ መሰረት፣ የካርቦን ፌልት በፖሊአክሪሎኒትሪል ላይ የተመሰረተ የካርቦን ፌልት፣ በቪስኮስ ላይ የተመሰረተ የካርቦን ፌልት እና በፒች ላይ የተመሰረተ የካርቦን ፌልት ሊከፈል ይችላል።
በፖሊአክሪሎኒትሪል ላይ የተመሰረተ የካርቦን ፌልት ትልቅ የአመድ ይዘት አለው። ከፍተኛ የሙቀት መጠን ሕክምና ከተደረገ በኋላ ነጠላ ፋይበር ይሰባራል። በሚሠራበት ጊዜ የምድጃውን አካባቢ ለመበከል አቧራ ማመንጨት ቀላል ነው። በተመሳሳይ ጊዜ ፋይበሩ በቀላሉ ወደ ሰው አካል ቀዳዳዎች እና የመተንፈሻ አካላት ውስጥ ሊገባ ይችላል፣ ይህም ለሰው ልጅ ጤና ጎጂ ነው። በቪስኮስ ላይ የተመሰረተ የካርቦን ፌልት ጥሩ የሙቀት መከላከያ አፈፃፀም አለው። ከሙቀት ሕክምና በኋላ በአንጻራዊነት ለስላሳ ነው እና አቧራ ለማመንጨት ቀላል አይደለም። ሆኖም፣ በቪስኮስ ላይ የተመሰረተው ጥሬ ፋይበር መስቀለኛ ክፍል መደበኛ ያልሆነ ነው፣ እና በፋይበር ወለል ላይ ብዙ ጉድጓዶች አሉ። እንደ C02 ያሉ ጋዞችን በሲዜድ ሲሊኮን ምድጃ ኦክሳይድ አየር ስር ማመንጨት ቀላል ነው፣ ይህም በሞኖክሪስታሊን ሲሊኮን ቁሳቁስ ውስጥ የኦክስጅን እና የካርቦን ንጥረ ነገሮችን ዝናብ ያስከትላል። ዋናዎቹ አምራቾች የጀርመን SGL እና ሌሎች ኩባንያዎችን ያካትታሉ። በአሁኑ ጊዜ በሴሚኮንዳክተር ሞኖክሪስታሊን ኢንዱስትሪ ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ የሚውለው በፒች ላይ የተመሰረተ የካርቦን ፌልት ሲሆን ከቪስኮስ ላይ የተመሰረተ የካርቦን ፌልት የከፋ የሙቀት መከላከያ አፈፃፀም አለው፣ ነገር ግን በፒች ላይ የተመሰረተ የካርቦን ፌልት ከፍተኛ ንፅህና እና ዝቅተኛ የአቧራ ልቀት አለው። አምራቾች የጃፓን ኩሬሃ ኬሚካል እና ኦሳካ ጋዝ ያካትታሉ።
የካርቦን ፌልት ቅርፅ ቋሚ ስላልሆነ፣ ለመስራት አስቸጋሪ ነው። አሁን ብዙ ኩባንያዎች በካርቦን ፌልት-የተፈወሰ የካርቦን ፌልት ላይ የተመሠረተ አዲስ የሙቀት መከላከያ ቁሳቁስ አዘጋጅተዋል። የተፈወሰ የካርቦን ፌልት፣ ጠንካራ ፌልት ተብሎም የሚጠራው፣ ለስላሳ ፌልት በሬዚን፣ በተለበጠ፣ በተፈወሰ እና በካርቦን ከተቀባ በኋላ የተወሰነ ቅርፅ እና እራሱን የሚጠብቅ ባህሪ ያለው የካርቦን ፌልት ነው።

የሞኖክሪስታሊን ሲሊከን የእድገት ጥራት በቀጥታ በሙቀት አካባቢ የሚነካ ሲሆን የካርቦን ፋይበር የሙቀት መከላከያ ቁሳቁሶች በዚህ አካባቢ ቁልፍ ሚና ይጫወታሉ። የካርቦን ፋይበር የሙቀት መከላከያ ለስላሳ ሸለቆ አሁንም በፎቶቮልታይክ ሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ውስጥ በዋጋ ጥቅሙ፣ እጅግ በጣም ጥሩ የሙቀት መከላከያ ውጤት፣ ተለዋዋጭ ዲዛይን እና ሊበጅ በሚችል ቅርፅ ምክንያት ጉልህ ጥቅም አለው። በተጨማሪም፣ የካርቦን ፋይበር ጠንካራ የሙቀት መከላከያ ሸለቆ በተወሰነ ጥንካሬ እና ከፍተኛ የአሠራር ችሎታ ምክንያት በሙቀት መስክ ቁሳቁስ ገበያ ውስጥ የበለጠ የልማት ቦታ ይኖረዋል። በሙቀት መከላከያ ቁሳቁሶች መስክ ምርምር እና ልማት ላይ ቁርጠኛ ነን፣ እና የፎቶቮልታይክ ሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪን ብልጽግና እና ልማት ለማሳደግ የምርት አፈጻጸምን ያለማቋረጥ እናሻሽላለን።