C, N, B eta beste oxido gabeko lehengai errefraktario modernoak, presio atmosferikoan sintetizatutako silizio karburoa oso zabala eta ekonomikoa da, eta lixiba edo harea errefraktarioa dela esan daiteke. Silizio karburo purua kristal garden koloregabea da. Beraz, zein da silizio karburoaren egitura eta ezaugarri materiala?
Presio atmosferikopean silizio karburo sinterizatua
Presio atmosferikoan sinteratutako silizio karburoaren egitura materiala:
Industrian erabiltzen den presio atmosferikoan sintetizatutako silizio karburoa hori argia, berdea, urdina eta beltza da, ezpurutasun motaren eta edukiaren arabera, eta purutasuna eta gardentasuna desberdina da. Silizio karburoaren kristal-egitura sei hitzeko edo diamante formako plutonio eta plutonio-sic kubikoetan banatzen da. Plutonio-sic-ak deformazio ugari eratzen ditu karbono eta silizio atomoen kristal-egituran pilatze-ordena desberdina dela eta, eta 70 deformazio mota baino gehiago aurkitu dira. Beta-SIC alfa-SIC bihurtzen da 2100etik gora. Silizio karburoaren industria-prozesua kalitate handiko kuartzo-harea eta petrolio-kokearekin fintzen da erresistentzia-labe batean. Findutako silizio karburo blokeak xehatu, azido-base garbiketa, bereizketa magnetikoa, baheketa edo ur-hautaketa egiten dira partikula-tamainako produktu ugari ekoizteko.
Presio atmosferikoan sinteratutako silizio karburoaren materialaren ezaugarriak:
Silizio karburoak egonkortasun kimiko ona, eroankortasun termikoa, hedapen termikoaren koefizientea eta higadurarekiko erresistentzia ditu, beraz, urratzaileen erabileraz gain, erabilera asko ditu: Adibidez, silizio karburo hautsa turbina-inpellerraren edo zilindro-blokearen barne-horman estaltzen da prozesu berezi batekin, higadurarekiko erresistentzia hobetu eta bizitza 1-2 aldiz luzatu dezakeena. Beroarekiko erresistentea, tamaina txikia, pisu arina eta erresistentzia handiko material errefraktarioekin egina dago, eta energia-eraginkortasuna oso ona da. Kalitate baxuko silizio karburoa (% 85 SiC barne) desoxidatzaile bikaina da altzairua ekoizteko abiadura handitzeko eta konposizio kimikoa erraz kontrolatzeko altzairuaren kalitatea hobetzeko. Horrez gain, presio atmosferikoan sintetizatutako silizio karburoa ere asko erabiltzen da silizio karbonozko hagatxoen pieza elektrikoak fabrikatzeko.
Silizio karburoa oso gogorra da. Morse gogortasuna 9,5ekoa da, munduko diamante gogorraren atzetik bigarrena (10), eroankortasun termiko bikaina duen erdieroalea da, tenperatura altuetan oxidazioari aurre egin diezaioke. Silizio karburoak gutxienez 70 kristal mota ditu. Plutonio-silizio karburoa 2000 gradutik gorako tenperaturetan sortzen den isomero arrunta da eta egitura kristalino hexagonala du (wurtzitaren antzekoa). Presio atmosferikopean sinterizatutako silizio karburoa
Silizio karburoaren aplikazioa erdieroaleen industrian
Silizio karburoaren erdieroaleen industria-kateak batez ere silizio karburoaren purutasun handiko hautsa, kristal bakarreko substratua, xafla epitaxiala, potentzia-osagaiak, moduluen ontziak eta terminal-aplikazioak biltzen ditu.
1. Kristal bakarreko substratua Kristal bakarreko substratua erdieroaleentzako euskarri-materiala, material eroalea eta hazkuntza epitaxialeko substratua da. Gaur egun, SiC kristal bakarreko hazkuntza-metodoen artean daude lurrun-transferentzia fisikoaren metodoa (PVT metodoa), fase likidoaren metodoa (LPE metodoa) eta tenperatura altuko lurrun-deposizio kimikoaren metodoa (HTCVD metodoa). Silizio karburo sinterizatua presio atmosferikopean
2. Epitaxial xafla Silizio karburozko epitaxial xafla, silizio karburozko xafla, kristal bakarreko filma (epitaxial geruza) substratuaren norabide berdina duena, eta silizio karburozko substratuarentzako baldintza batzuk dituena. Aplikazio praktikoetan, banda-tarte zabaleko erdieroale gailuak ia guztiak epitaxial geruza batean fabrikatzen dira, eta silizio txipa bera substratu gisa bakarrik erabiltzen da, GaN epitaxial geruzako substratua barne.
3. Silizio karburo hauts purua Silizio karburo hauts purua PVT metodoaren bidez silizio karburo kristal bakarreko hazkuntzarako lehengaia da, eta produktuaren purutasunak zuzenean eragiten dio silizio karburo kristal bakarreko hazkuntza kalitateari eta ezaugarri elektrikoei.
4. Potentzia-gailua silizio karburo materialez egindako banda zabaleko potentzia-iturri bat da, tenperatura altuko, maiztasun altuko eta eraginkortasun handiko ezaugarriak dituena. Gailuaren funtzionamendu-moduaren arabera, SiC potentzia-iturriak batez ere potentzia-diodo bat eta potentzia-etengailu-hodi bat ditu.
5. Terminala Hirugarren belaunaldiko erdieroaleen aplikazioetan, silizio karburozko erdieroaleek galio nitrurozko erdieroaleen osagarri izatearen abantaila dute. SiC gailuen bihurketa-eraginkortasun handia, berotze-ezaugarri baxuak, arina eta beste abantaila batzuk direla eta, beheranzko industriaren eskaria handitzen jarraitzen du, eta SiO2 gailuak ordezkatzeko joera dago.
Argitaratze data: 2023ko ekainaren 16a