Omkrystalliseretsiliciumcarbid (RSiC) keramiker enhøjtydende keramisk materialePå grund af sin fremragende høje temperaturbestandighed, oxidationsbestandighed, korrosionsbestandighed og høje hårdhed er den blevet meget anvendt inden for mange områder, såsom halvlederfremstilling, solcelleindustrien, højtemperaturovne og kemisk udstyr. Med den stigende efterspørgsel efter højtydende materialer i den moderne industri uddybes forskningen og udviklingen af omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik.
1. Fremstillingsteknologi afomkrystalliseret siliciumcarbidkeramik
Fremstillingsteknologien for omkrystalliseretsiliciumcarbid keramikomfatter hovedsageligt to metoder: pulversintring og dampaflejring (CVD). Blandt disse er pulversintringsmetoden at sintre siliciumcarbidpulver under høje temperaturer, så siliciumcarbidpartikler danner en tæt struktur gennem diffusion og omkrystallisation mellem kornene. Dampaflejringsmetoden er at aflejre siliciumcarbid på overfladen af substratet gennem en kemisk dampreaktion ved høj temperatur, hvorved der dannes en siliciumcarbidfilm eller strukturelle dele med høj renhed. Disse to teknologier har deres egne fordele. Pulversintringsmetoden er egnet til storskalaproduktion og har lave omkostninger, mens dampaflejringsmetoden kan give højere renhed og tættere struktur og er meget anvendt inden for halvlederområdet.
2. Materialegenskaber afomkrystalliseret siliciumcarbidkeramik
Den enestående egenskab ved omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik er dens fremragende ydeevne i miljøer med høje temperaturer. Materialets smeltepunkt er så højt som 2700 °C, og det har god mekanisk styrke ved høje temperaturer. Derudover har omkrystalliseret siliciumcarbid også fremragende oxidationsbestandighed og korrosionsbestandighed og kan forblive stabilt i ekstreme kemiske miljøer. Derfor er RSiC-keramik blevet meget anvendt inden for højtemperaturovne, højtemperaturildfaste materialer og kemisk udstyr.
Derudover har omkrystalliseret siliciumcarbid en høj varmeledningsevne og kan effektivt lede varme, hvilket gør det til en vigtig anvendelsesværdi iMOCVD-reaktorerog varmebehandlingsudstyr i fremstilling af halvlederwafere. Dens høje termiske ledningsevne og termiske stødmodstand sikrer udstyrets pålidelige drift under ekstreme forhold.
3. Anvendelsesområder for omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik
Halvlederfremstilling: I halvlederindustrien anvendes omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik til fremstilling af substrater og understøtninger i MOCVD-reaktorer. På grund af sin høje temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed og høje termiske ledningsevne kan RSiC-materialer opretholde stabil ydeevne i komplekse kemiske reaktionsmiljøer, hvilket sikrer kvaliteten og udbyttet af halvlederwafere.
Fotovoltaisk industri: I fotovoltaisk industri anvendes RSiC til at fremstille støttestrukturen til krystalvækstudstyr. Da krystalvækst skal udføres ved høj temperatur under fremstillingsprocessen af fotovoltaiske celler, sikrer varmebestandigheden af omkrystalliseret siliciumcarbid udstyrets langsigtede stabile drift.
Højtemperaturovne: RSiC-keramik anvendes også i vid udstrækning i højtemperaturovne, såsom foringer og komponenter i vakuumovne, smelteovne og andet udstyr. Dens termiske stødmodstand og oxidationsmodstand gør det til et af de uerstattelige materialer i højtemperaturindustrier.
4. Forskningsretning for omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik
Med den stigende efterspørgsel efter højtydende materialer er forskningsretningen for omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik gradvist blevet klar. Fremtidig forskning vil fokusere på følgende aspekter:
Forbedring af materialerens renhed: For at opfylde højere renhedskrav inden for halvleder- og solcellefelterne undersøger forskere måder at forbedre renheden af RSiC ved at forbedre dampaflejringsteknologien eller introducere nye råmaterialer og derved øge dens anvendelsesværdi inden for disse højteknologiske områder.
Optimering af mikrostruktur: Ved at kontrollere sintringsbetingelserne og fordelingen af pulverpartikler kan mikrostrukturen af omkrystalliseret siliciumcarbid optimeres yderligere, hvorved dets mekaniske egenskaber og termiske chokmodstand forbedres.
Funktionelle kompositmaterialer: For at tilpasse sig mere komplekse anvendelsesmiljøer forsøger forskere at kombinere RSiC med andre materialer for at udvikle kompositmaterialer med multifunktionelle egenskaber, såsom omkrystalliserede siliciumcarbidbaserede kompositmaterialer med højere slidstyrke og elektrisk ledningsevne.
5. Konklusion
Som et højtydende materiale er omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik blevet bredt anvendt inden for mange områder på grund af dets fremragende egenskaber ved høj temperatur, oxidationsbestandighed og korrosionsbestandighed. Fremtidig forskning vil fokusere på at forbedre materialets renhed, optimere mikrostrukturen og udvikle funktionelle kompositmaterialer for at imødekomme de voksende industrielle behov. Gennem disse teknologiske innovationer forventes omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik at spille en større rolle inden for mere højteknologiske områder.
Opslagstidspunkt: 24. oktober 2024