Berkristalizatuasilizio karburozko zeramikak (RSiC)diraerrendimendu handiko zeramikazko materialaTenperatura altuarekiko erresistentzia bikaina, oxidazioarekiko erresistentzia, korrosioarekiko erresistentzia eta gogortasun handia dituelako, hainbat arlotan erabili izan da, hala nola erdieroaleen fabrikazioan, industria fotovoltaikoan, tenperatura altuko labeetan eta ekipamendu kimikoetan. Industria modernoan errendimendu handiko materialen eskaria gero eta handiagoa denez, birkristalizatutako silizio karburo zeramiken ikerketa eta garapena sakontzen ari da.
1. Prestaketa teknologiasilizio karburo birkristalizatutako zeramikak
Berkristalizatutako prestaketa teknologiasilizio karburo zeramikakBi metodo nagusi ditu: hauts-sinterizazioa eta lurrun-deposizioa (CVD). Horien artean, hauts-sinterizazio metodoa silizio karburo hautsa tenperatura altuko ingurune batean sinterizatzea da, silizio karburo partikulek egitura trinkoa osa dezaten aleen arteko difusio eta birkristalizazio bidez. Lurrun-deposizio metodoa silizio karburoa substratuaren gainazalean metatzea da, tenperatura altuan lurrun-erreakzio kimiko baten bidez, horrela purutasun handiko silizio karburo film edo egitura-pieza bat eratuz. Bi teknologia hauek beren abantailak dituzte. Hauts-sinterizazio metodoa egokia da eskala handiko ekoizpenerako eta kostu txikia du, lurrun-deposizio metodoak, berriz, purutasun handiagoa eta egitura trinkoagoa eman ditzake, eta oso erabilia da erdieroaleen arloan.
2. Materialen propietateaksilizio karburo birkristalizatutako zeramikak
Silizio karburo birkristalizatuko zeramiken ezaugarri nabarmena tenperatura altuko inguruneetan duen errendimendu bikaina da. Material honen urtze-puntua 2700 °C-koa da, eta erresistentzia mekaniko ona du tenperatura altuetan. Horrez gain, silizio karburo birkristalizatuak oxidazio-erresistentzia eta korrosio-erresistentzia bikainak ditu, eta muturreko ingurune kimikoetan egonkor mantendu daiteke. Hori dela eta, RSiC zeramikoak asko erabili dira tenperatura altuko labeetan, tenperatura altuko material errefraktarioetan eta ekipamendu kimikoetan.
Gainera, birkristalizatutako silizio karburoak eroankortasun termiko handia du eta beroa eraginkortasunez eroa dezake, eta horrek aplikazio-balio garrantzitsua ematen dio...MOCVD erreaktoreaketa erdieroaleen obleen fabrikazioan tratamendu termikoko ekipamendua. Bere eroankortasun termiko handiak eta kolpe termikoen erresistentziak ekipamenduaren funtzionamendu fidagarria bermatzen dute muturreko baldintzetan.
3. Silizio karburo birkristalizatuko zeramiken aplikazio eremuak
Erdieroaleen fabrikazioa: Erdieroaleen industrian, birkristalizatutako silizio karburo zeramikoak erabiltzen dira MOCVD erreaktoreetako substratuak eta euskarriak fabrikatzeko. Tenperatura-erresistentzia handiari, korrosioarekiko erresistentziari eta eroankortasun termiko handiari esker, RSiC materialek errendimendu egonkorra mantendu dezakete erreakzio kimiko konplexuen inguruneetan, erdieroaleen obleen kalitatea eta errendimendua bermatuz.
Industria fotovoltaikoa: Industria fotovoltaikoan, RSiC kristalen hazkuntzako ekipoen euskarri-egitura fabrikatzeko erabiltzen da. Zelula fotovoltaikoen fabrikazio-prozesuan kristalen hazkuntza tenperatura altuan egin behar denez, birkristalizatutako silizio karburoaren bero-erresistentziak ekipoaren epe luzerako funtzionamendu egonkorra bermatzen du.
Tenperatura altuko labeak: RSiC zeramikak oso erabiliak dira tenperatura altuko labeetan ere, hala nola huts-labeen, urtze-labeen eta beste ekipamendu batzuen estalki eta osagaietan. Bere kolpe termikoarekiko eta oxidazioarekiko erresistentziak tenperatura altuko industrietan ordezkaezin diren materialetako bat bihurtzen dute.
4. Silizio karburo birkristalizatuko zeramiken ikerketa norabidea
Errendimendu handiko materialen eskaria gero eta handiagoa denez, silizio karburo birkristalizatuko zeramiken ikerketa-norabidea pixkanaka argitu da. Etorkizuneko ikerketak alderdi hauetan zentratuko dira:
Materialen purutasuna hobetzea: erdieroaleen eta fotovoltaikoen arloetan purutasun-eskakizun handiagoak betetzeko, ikertzaileek RSiC-ren purutasuna hobetzeko moduak aztertzen ari dira, lurrun-deposizio teknologia hobetuz edo lehengai berriak sartuz, eta horrela, goi-mailako teknologiako arlo hauetan duen aplikazio-balioa handituz.
Mikroegitura optimizatzea: Sinterizazio-baldintzak eta hauts-partikulen banaketa kontrolatuz, birkristalizatutako silizio karburoaren mikroegitura gehiago optimiza daiteke, eta horrela, haren propietate mekanikoak eta kolpe termikoarekiko erresistentzia hobetu.
Material konposatu funtzionalak: Erabilera-ingurune konplexuagoetara egokitzeko, ikertzaileak RSiC beste material batzuekin konbinatzen saiatzen ari dira propietate multifuntzionalak dituzten material konposatuak garatzeko, hala nola higadura-erresistentzia eta eroankortasun elektriko handiagoa duten silizio karburo birkristalizatuan oinarritutako material konposatuak.
5. Ondorioa
Errendimendu handiko material gisa, birkristalizatutako silizio karburo zeramikak asko erabili dira hainbat arlotan, tenperatura altuetan, oxidazioarekiko erresistentzian eta korrosioarekiko erresistentzian dituzten propietate bikainak direla eta. Etorkizuneko ikerketak materialen purutasuna hobetzean, mikroegitura optimizatzean eta industria-behar gero eta handiagoak asetzeko material funtzional konposatuak garatzean zentratuko dira. Berrikuntza teknologiko hauen bidez, birkristalizatutako silizio karburo zeramikak zeregin handiagoa izango duela espero da teknologia aurreratuko arloetan.
Argitaratze data: 2024ko urriaren 24a