۱. قایق کریستال گرافیتی با پوشش CVD-SiC
گرافیت به راحتی قابل پردازش است و میتوان آن را از طریق چندین روش از یک ماده بلوکی به یک قایق کریستالی یک تکه تبدیل کرد. از آنجایی که گرافیت یک ماده متخلخل است، باید یک لایه SiC با ضخامت تقریبی 100 میکرومتر روی سطح آن پوشانده شود تا از مشکل جزئی ناشی از قرار گرفتن مستقیم سطح گرافیت در معرض تولیدات نیمههادی مختلف جلوگیری شود. با این حال، ضخامتپوششدهی SiC با روش CVDکنترل آن آسان نیست، به خصوص در برخی سوراخها و گوشههای عمیق که پوشش ممکن است نازکتر باشد. به دلیل عدم تطابق CTE (ضریب انبساط حرارتی) بین بدنه گرافیت و فیلم SiC (25-1400 درجه سانتیگراد، با میانگین 4.4×10e-6/℃ برای SIC و 7.1×10e-6/℃ برای گرافیت)، فیلم SiC معمولاً پس از چندین بار افزایش و کاهش دما، تمایل به ریزش دارد. هنگامی که گرافیت در معرض قرار میگیرد، گازها یا مایعات خورنده وارد بدنه گرافیت متخلخل میشوند و حذف کامل آنها دشوار است، بنابراین منجر به تولید ذرات در فرآیندهای دمای بالا میشود. این قایق گرافیتی با پوشش SiC ارزانترین و کوتاهترین طول عمر، تقریباً یک سال، را دارد.
2. قایق کریستالی SiC تبلور مجدد یافته با پوشش CVD-SiC
قایقهای کریستالی SiC تبلور مجدد یافته معمولاً با تفجوشی و پردازش چندین قطعه واحد ابتدا، سپس اتصال هر قطعه با خمیر Si در دماهای بالا برای تشکیل یک قایق کریستالی و در نهایت اعمال پوشش CVD-SiC (حدود 100 میکرومتر) تشکیل میشوند. از آنجا که تبلور مجدد متخلخل است، میتوان قطعات را بدون پوشش SiC نیز وارد فرآیندهای نیمههادی کرد. علاوه بر این، خمیر Si در ناحیه اتصال نمیتواند همان دمای بالای ماده SiC را تحمل کند. فرآیند تولید این قایق کریستالی SiC تبلور مجدد یافته با پوشش CVD-SiC طولانیترین فرآیند است و هزینه آن بسیار بالا است. در مقایسه با قایق کریستالی گرافیتی پوشش داده شده با SiC، قایق کریستالی SiC تبلور مجدد یافته با پوشش CVD-SiC هیچ مشکل عدم تطابق CTE ندارد، اما شستشوی اسیدی و برخورد نیز میتواند باعث ریزش پوشش SiC شود. عمر مفید آن کمی طولانیتر، حدود 2 تا 3 سال است.
3. قایق کریستالی SiC یک تکه بدون پوشش CVD
برای قایقهای کریستالی بدون پوشش CVD، سطح باید متراکم باشد. دو نوع ماده SiC متراکم وجود دارد: SiC تفجوشی بدون فشار (SSiC) و SiC تفجوشی واکنشی (RBSiC، که به عنوان SiC نفوذی سیلیکون، SiSiC نیز شناخته میشود). با این حال، هیچ یک از این دو نوع SiC را نمیتوان مانند کوارتز به یک واحد تبدیل کرد. تشکیل SiC از پودر و سوزاندن آن به شکل تقریبی یک قایق کریستالی تکتکهای آسان نیست. علاوه بر این، SiC بسیار سخت و پردازش آن دشوار است، که منجر به هزینه پردازش بسیار بالای قایقهای کریستالی SiC تکتکهای یکتکهای میشود. اگرچه تشکیل شکل تقریبی RBSiC کمی آسانتر از SSiC است، اما هنوز هم بسیار سخت است. علاوه بر این، RBSC حاوی 10 تا 15 درصد Si آزاد است که باعث میشود نتواند در برابر دماهای بالای مواد SSiC مقاومت کند. به طور کلی، میتواند در برابر دماهای زیر 1400 درجه سانتیگراد مقاومت کند. علاوه بر این، Si آزاد به راحتی توسط اسید HF حکاکی میشود و منجر به خوردگی جزئی میشود.
قایق کریستالی مدولار Kallex SiC
قطعات این واحد از طریق شکلدهی، تفجوشی و سنگزنی با استفاده از ماده SiC تفجوشی شده بدون فشار با خلوص 99.675٪ پردازش میشوند. سپس آنها را با پیچها، مهرهها و غیره SSiC به هم متصل کرده و با پینهای SSiC محکم میکنند تا ظرفیت تحمل بار تضمین شود. بدون پوشش SiC، هیچ خطری برای آسیب جزئی به پوشش وجود ندارد. علاوه بر این، میتوان آن را برای مدت طولانی در محیطهای سخت، مانند دمای بالا (1600 درجه سانتیگراد) و اسید HF، با عمر مفید بیش از پنج سال استفاده کرد.
زمان ارسال: ۱۹ آگوست ۲۰۲۵