El carburo de silicio sinterizado a presión atmosférica, que se utiliza en la fabricación de materiales refractarios modernos de alta tecnología, como C, N, B y otros, es una opción económica y extensa, similar a la arena de esmeril o refractaria. El carburo de silicio puro es un cristal transparente e incoloro. ¿Cuáles son la estructura y las características del carburo de silicio?
Carburo de silicio sinterizado a presión atmosférica
Estructura del material del carburo de silicio sinterizado a presión atmosférica:
El carburo de silicio sinterizado a presión atmosférica utilizado en la industria presenta colores amarillo claro, verde, azul y negro, según el tipo y contenido de impurezas, con diferentes grados de pureza y transparencia. La estructura cristalina del carburo de silicio se divide en plutonio de seis palabras o romboidal y plutonio-sic cúbico. El plutonio-sic presenta diversas deformaciones debido al diferente orden de apilamiento de los átomos de carbono y silicio en su estructura cristalina, y se han encontrado más de 70 tipos de deformación. El beta-SIC se convierte en alfa-SIC por encima de 2100. El proceso industrial del carburo de silicio se refina con arena de cuarzo de alta calidad y coque de petróleo en un horno de resistencia. Los bloques de carburo de silicio refinado se trituran, se someten a una limpieza ácido-base, separación magnética, cribado o selección con agua para producir productos de diversos tamaños de partícula.
Características del material del carburo de silicio sinterizado a presión atmosférica:
El carburo de silicio tiene buena estabilidad química, conductividad térmica, coeficiente de expansión térmica y resistencia al desgaste. Además de su uso abrasivo, tiene muchos usos: por ejemplo, el polvo de carburo de silicio se recubre en la pared interna del impulsor de la turbina o del bloque de cilindros con un proceso especial que puede mejorar la resistencia al desgaste y prolongar la vida útil de 1 a 2 veces. Está hecho de materiales refractarios de alta calidad, resistentes al calor, de tamaño pequeño, ligeros y de alta resistencia, y su eficiencia energética es muy buena. El carburo de silicio de baja calidad (que incluye aproximadamente un 85 % de SiC) es un excelente desoxidante que aumenta la velocidad de fabricación del acero y facilita el control de la composición química para mejorar la calidad del acero. Además, el carburo de silicio sinterizado a presión atmosférica también se utiliza ampliamente en la fabricación de componentes eléctricos a partir de varillas de carbono de silicio.
El carburo de silicio es muy duro. Su dureza Morse es de 9,5, superada solo por la del diamante duro (10), y es un semiconductor con excelente conductividad térmica que resiste la oxidación a altas temperaturas. El carburo de silicio tiene al menos 70 tipos cristalinos. El carburo de silicio-plutonio es un isómero común que se forma a temperaturas superiores a 2000 °C y presenta una estructura cristalina hexagonal (similar a la wurtzita). Carburo de silicio sinterizado a presión atmosférica.
Aplicación del carburo de silicio en la industria de semiconductores
La cadena de la industria de semiconductores de carburo de silicio incluye principalmente polvo de carburo de silicio de alta pureza, sustrato monocristalino, láminas epitaxiales, componentes de potencia, empaquetado de módulos y aplicaciones de terminales.
1. Sustrato monocristalino. El sustrato monocristalino es un material de soporte para semiconductores, material conductor y sustrato de crecimiento epitaxial. Actualmente, los métodos de crecimiento del monocristal de SiC incluyen el método de transferencia física de vapor (PVT), el método de fase líquida (LPE) y el método de deposición química de vapor a alta temperatura (HTCVD). Carburo de silicio sinterizado a presión atmosférica.
2. Lámina epitaxial. Lámina epitaxial de carburo de silicio, lámina de carburo de silicio, película monocristalina (capa epitaxial) con la misma dirección que el cristal del sustrato, que cumple ciertos requisitos para el sustrato de carburo de silicio. En la práctica, casi todos los dispositivos semiconductores de banda ancha se fabrican en la capa epitaxial, y el propio chip de silicio se utiliza únicamente como sustrato, incluyendo el sustrato de la capa epitaxial de GaN.
3. Polvo de carburo de silicio de alta pureza El polvo de carburo de silicio de alta pureza es la materia prima para el crecimiento del monocristal de carburo de silicio mediante el método PVT, y la pureza del producto afecta directamente la calidad del crecimiento y las características eléctricas del monocristal de carburo de silicio.
4. El dispositivo de alimentación es una fuente de alimentación de banda ancha fabricada con carburo de silicio, que se caracteriza por su alta temperatura, alta frecuencia y alta eficiencia. Según su forma de funcionamiento, la fuente de alimentación de SiC incluye principalmente un diodo de potencia y un tubo de conmutación.
5. Terminal. En aplicaciones de semiconductores de tercera generación, los semiconductores de carburo de silicio tienen la ventaja de ser complementarios a los semiconductores de nitruro de galio. Debido a la alta eficiencia de conversión, el bajo calentamiento, el peso ligero y otras ventajas de los dispositivos de SiC, la demanda en la industria transformadora continúa en aumento, y existe una tendencia a reemplazar los dispositivos de SiO₂.
Hora de publicación: 16 de junio de 2023