Ümberkristalliseerunudränikarbiidist (RSiC) keraamikaon akõrgjõudlusega keraamiline materjalTänu suurepärasele kõrgele temperatuurikindlusele, oksüdatsioonikindlusele, korrosioonikindlusele ja kõrgele kõvadusele on seda laialdaselt kasutatud paljudes valdkondades, näiteks pooljuhtide tootmises, fotogalvaanikatööstuses, kõrgtemperatuurilistes ahjudes ja keemiaseadmetes. Kuna tänapäeva tööstuses on nõudlus kõrgjõudlusega materjalide järele üha suurem, süveneb rekristalliseerunud ränikarbiidkeraamika uurimine ja arendamine.
1. Valmistamistehnoloogiarekristalliseerunud ränikarbiidist keraamika
Rekristalliseerunud toote valmistamise tehnoloogiaränikarbiidi keraamikahõlmab peamiselt kahte meetodit: pulberpaagutamist ja aurustamist (CVD). Nende hulgas on pulberpaagutamise meetod ränikarbiidi pulbri paagutamine kõrgel temperatuuril, nii et ränikarbiidi osakesed moodustavad teradevahelise difusiooni ja rekristalliseerumise teel tiheda struktuuri. Aurustamisega sadestamise meetod on ränikarbiidi sadestamine aluspinnale keemilise aurureaktsiooni abil kõrgel temperatuuril, moodustades seeläbi kõrge puhtusastmega ränikarbiidi kile või konstruktsiooniosad. Neil kahel tehnoloogial on oma eelised. Pulberpaagutamise meetod sobib suurtootmiseks ja on madala hinnaga, samas kui aurustamise meetod võimaldab suuremat puhtust ja tihedamat struktuuri ning seda kasutatakse laialdaselt pooljuhtide valdkonnas.
2. Materjali omadusedrekristalliseerunud ränikarbiidist keraamika
Rekristalliseerunud ränikarbiidkeraamika silmapaistev omadus on suurepärane jõudlus kõrgel temperatuuril. Selle materjali sulamistemperatuur on kuni 2700 °C ja sellel on hea mehaaniline tugevus kõrgel temperatuuril. Lisaks on rekristalliseerunud ränikarbiidil ka suurepärane oksüdatsioonikindlus ja korrosioonikindlus ning see võib püsida stabiilsena äärmuslikes keemilistes keskkondades. Seetõttu on RSiC keraamikat laialdaselt kasutatud kõrgel temperatuuril töötavate ahjude, kõrgel temperatuuril töötavate tulekindlate materjalide ja keemiaseadmete valdkonnas.
Lisaks on rekristalliseerunud ränikarbiidil kõrge soojusjuhtivus ja see suudab tõhusalt soojust juhtida, mis muudab selle oluliseks rakendusväärtuseksMOCVD reaktoridja pooljuhtplaatide tootmisel kasutatavad kuumtöötlusseadmed. Selle kõrge soojusjuhtivus ja termiline löögikindlus tagavad seadmete usaldusväärse töö äärmuslikes tingimustes.
3. Rekristalliseerunud ränikarbiidist keraamika rakendusvaldkonnad
Pooljuhtide tootmine: Pooljuhtide tööstuses kasutatakse MOCVD reaktorite substraatide ja tugede valmistamiseks rekristalliseerunud ränikarbiidist keraamikat. Tänu oma kõrgele temperatuurikindlusele, korrosioonikindlusele ja kõrgele soojusjuhtivusele suudavad RSiC materjalid säilitada stabiilse jõudluse keerulistes keemiliste reaktsioonide keskkondades, tagades pooljuhtplaatide kvaliteedi ja saagise.
Fotogalvaanika tööstus: Fotogalvaanika tööstuses kasutatakse RSiC-d kristallikasvatusseadmete tugistruktuuride valmistamiseks. Kuna fotogalvaaniliste elementide tootmisprotsessi käigus tuleb kristallide kasvatamine läbi viia kõrgel temperatuuril, tagab rekristalliseerunud ränikarbiidi kuumakindlus seadmete pikaajalise stabiilse töö.
Kõrgtemperatuurilised ahjud: RSiC-keraamikat kasutatakse laialdaselt ka kõrgtemperatuurilistes ahjudes, näiteks vaakumahjude, sulatusahjude ja muude seadmete vooderdises ja komponentides. Selle termiline löögikindlus ja oksüdatsioonikindlus muudavad selle üheks asendamatuks materjaliks kõrgtemperatuurilistes tööstusharudes.
4. Rekristalliseerunud ränikarbiidist keraamika uurimissuund
Kasvava nõudlusega kõrgjõudlusega materjalide järele on rekristalliseerunud ränikarbiidkeraamika uurimissuund järk-järgult selgeks saanud. Edasised uuringud keskenduvad järgmistele aspektidele:
Materjali puhtuse parandamine: Pooljuhtide ja fotogalvaanika valdkonnas kõrgemate puhtusnõuete täitmiseks uurivad teadlased võimalusi RSiC puhtuse parandamiseks aurustamise sadestamise tehnoloogia täiustamise või uute toorainete kasutuselevõtu abil, suurendades seeläbi selle rakendusväärtust nendes kõrgtehnoloogilistes valdkondades.
Mikrostruktuuri optimeerimine: Paagutamistingimuste ja pulbriosakeste jaotuse kontrollimise abil saab rekristalliseerunud ränikarbiidi mikrostruktuuri veelgi optimeerida, parandades seeläbi selle mehaanilisi omadusi ja termilist löögikindlust.
Funktsionaalsed komposiitmaterjalid: Keerukamate kasutuskeskkondadega kohanemiseks püüavad teadlased kombineerida RSiC-d teiste materjalidega, et arendada multifunktsionaalsete omadustega komposiitmaterjale, näiteks rekristalliseerunud ränikarbiidil põhinevaid komposiitmaterjale, millel on suurem kulumiskindlus ja elektrijuhtivus.
5. Kokkuvõte
Kõrge jõudlusega materjalina on rekristalliseerunud ränikarbiidkeraamikat laialdaselt kasutatud paljudes valdkondades tänu oma suurepärastele omadustele kõrges temperatuuris, oksüdatsioonikindlusele ja korrosioonikindlusele. Edasised uuringud keskenduvad materjali puhtuse parandamisele, mikrostruktuuri optimeerimisele ja komposiitfunktsionaalsete materjalide arendamisele, et rahuldada kasvavaid tööstusvajadusi. Nende tehnoloogiliste uuenduste kaudu eeldatakse, et rekristalliseerunud ränikarbiidkeraamikal on suurem roll kõrgtehnoloogilistes valdkondades.
Postituse aeg: 24. okt 2024