Сучасныя C, N, B і іншыя высокатэхналагічныя вогнетрывалыя сыравінныя матэрыялы без аксідаў, спечаны пры атмасферным ціску карбід крэмнію з'яўляецца шырокім і эканамічным, яго можна назваць наждачнай паперай або вогнетрывалым пяском. Чысты карбід крэмнію - гэта бясколерны празрысты крышталь. Дык якая структура і характарыстыкі матэрыялу з карбіду крэмнію?
Спечаны карбід крэмнію пад атмасферным ціскам
Структура матэрыялу, атрыманага пры атмасферным ціску з спечанага карбіду крэмнію:
Спечаны пры атмасферным ціску карбід крэмнію, які выкарыстоўваецца ў прамысловасці, мае светла-жоўты, зялёны, сіні і чорны колеры ў залежнасці ад тыпу і ўтрымання прымешак, а таксама адрозніваецца чысціня і празрыстасць. Крышталічная структура карбіду крэмнію падзяляецца на шасціслоўны або ромбападобны плутоній і кубічны плутоній-sic. Плутоній-sic мае розныя дэфармацыі з-за рознага парадку размяшчэння атамаў вугляроду і крэмнію ў крышталічнай структуры, і было выяўлена больш за 70 відаў дэфармацыі. Вышэй за 2100 β-SIC ператвараецца ў альфа-SIC. Прамысловы працэс рафінавання карбіду крэмнію ўключае ў сябе рафінаванне з выкарыстаннем высакаякаснага кварцавага пяску і нафтавага коксу ў печы супраціву. Рафінаваныя блокі карбіду крэмнію здрабняюцца, ачышчаюцца кіслотна-шчолачнай ачысткай, магнітнай сепарацыяй, прасейваннем або адборам вады для атрымання прадуктаў рознага памеру часціц.
Характарыстыкі матэрыялу, атрыманага пры спечэнні карбіду крэмнію пры атмасферным ціску:
Карбід крэмнію мае добрую хімічную стабільнасць, цеплаправоднасць, каэфіцыент цеплавога пашырэння і зносаўстойлівасць, таму, акрамя абразіўнага выкарыстання, ён мае мноства ужыванняў: напрыклад, парашок карбіду крэмнію наносіцца на ўнутраную сценку крыльчаткі турбіны або блока цыліндраў з дапамогай спецыяльнай тэхналогіі, што можа палепшыць зносаўстойлівасць і падоўжыць тэрмін службы ў 1-2 разы. Выраблены з тэрмаўстойлівых, невялікіх па памеры, лёгкіх, высокатрывалых высакаякасных вогнетрывалых матэрыялаў, энергаэфектыўнасць вельмі добрая. Нізкагатункавы карбід крэмнію (у тым ліку каля 85% SiC) з'яўляецца выдатным раскісляльнікам для павелічэння хуткасці вытворчасці сталі і лёгкага кантролю хімічнага складу для паляпшэння якасці сталі. Акрамя таго, спечаны пры атмасферным ціску карбід крэмнію таксама шырока выкарыстоўваецца ў вытворчасці электрычных дэталяў з крэмніевых вугляродных стрыжняў.
Карбід крэмнію вельмі цвёрды. Цвёрдасць па Морзэ складае 9,5 балаў, саступаючы толькі цвёрдаму алмазу ў свеце (10). Гэта паўправаднік з выдатнай цеплаправоднасцю, які можа супрацьстаяць акісленню пры высокіх тэмпературах. Карбід крэмнію мае не менш за 70 крышталічных тыпаў. Плутоній-карбід крэмнію — распаўсюджаны ізамер, які ўтвараецца пры тэмпературах вышэй за 2000 градусаў і мае шасцікутную крышталічную структуру (падобную да вюрцыту). Спечаны карбід крэмнію пры атмасферным ціску.
Прымяненне карбіду крэмнію ў паўправадніковай прамысловасці
Ланцужок паўправадніковай прамысловасці карбіду крэмнію ў асноўным уключае ў сябе парашок карбіду крэмнію высокай чысціні, монакрышталічныя падкладкі, эпітаксіяльныя лісты, сілавыя кампаненты, упакоўку модуляў і тэрмінальныя прымяненні.
1. Монакрышталічная падкладка Монакрышталічная падкладка — гэта паўправадніковы апорны матэрыял, праводзячы матэрыял і эпітаксіяльны роставы субстрат. У цяперашні час метады вырошчвання монакрышталяў SiC ўключаюць метад фізічнага пераносу з паравой фазы (метад PVT), метад вадкай фазы (метад LPE) і метад высокатэмпературнага хімічнага асаджэння з паравой фазы (метад HTCVD). Спечаны карбід крэмнію пры атмасферным ціску.
2. Эпітаксіяльны ліст Эпітаксіяльны ліст з карбіду крэмнію, ліст з карбіду крэмнію, монакрышталічная плёнка (эпітаксіяльны пласт) з тым жа кірункам, што і крышталь падкладкі, мае пэўныя патрабаванні да падкладкі з карбіду крэмнію. У практычным прымяненні шыроказонныя паўправадніковыя прыборы амаль усе вырабляюцца ў эпітаксіяльным пласце, а сам крэмніевы чып выкарыстоўваецца толькі ў якасці падкладкі, у тым ліку падкладка з эпітаксіяльнага пласта GaN.
3. Высокачысты парашок карбіду крэмнію Высокачысты парашок карбіду крэмнію з'яўляецца сыравінай для вырошчвання монакрышталяў карбіду крэмнію метадам PVT, і чысціня прадукту непасрэдна ўплывае на якасць вырошчвання і электрычныя характарыстыкі монакрышталяў карбіду крэмнію.
4. Прылада сілкавання — гэта шырокапалосны крыніца харчавання, вырабленая з карбіду крэмнію, якая характарызуецца высокай тэмпературай, высокай частатой і высокай эфектыўнасцю. У залежнасці ад прынцыпу працы, крыніца сілкавання з карбіду крэмнію ў асноўным складаецца з сілавога дыёда і перамыкача харчавання.
5. Тэрмінал У паўправадніковых прымяненнях трэцяга пакалення паўправаднікі на аснове карбіду крэмнію маюць перавагу ў тым, што яны дапаўняюць паўправаднікі на аснове нітрыду галію. Дзякуючы высокай эфектыўнасці пераўтварэння, нізкім характарыстыкам нагрэву, лёгкай вазе і іншым перавагам прылад на аснове карбіду крэмнію, попыт на іх у перапрацоўчай прамысловасці працягвае расці, і назіраецца тэндэнцыя да замены прылад на аснове SiO2.
Час публікацыі: 16 чэрвеня 2023 г.