تبلور مجدد یافتهسرامیکهای سیلیکون کاربید (RSiC)هستندجنس سرامیکی با کارایی بالابه دلیل مقاومت عالی در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر خوردگی و سختی بالا، در بسیاری از زمینهها مانند تولید نیمههادیها، صنعت فتوولتائیک، کورههای دمای بالا و تجهیزات شیمیایی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. با افزایش تقاضا برای مواد با کارایی بالا در صنعت مدرن، تحقیق و توسعه سرامیکهای کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته در حال گسترش است.
۱. فناوری آمادهسازیسرامیکهای کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته
فناوری آمادهسازی تبلور مجددسرامیکهای سیلیکون کاربیدیعمدتاً شامل دو روش است: تفجوشی پودر و رسوب بخار (CVD). در میان آنها، روش تفجوشی پودر، تفجوشی پودر کاربید سیلیکون در محیط با دمای بالا است به طوری که ذرات کاربید سیلیکون از طریق انتشار و تبلور مجدد بین دانهها، ساختاری متراکم تشکیل میدهند. روش رسوب بخار، رسوب کاربید سیلیکون روی سطح زیرلایه از طریق واکنش بخار شیمیایی در دمای بالا است که در نتیجه یک فیلم یا قطعات ساختاری کاربید سیلیکون با خلوص بالا تشکیل میشود. این دو فناوری مزایای خاص خود را دارند. روش تفجوشی پودر برای تولید در مقیاس بزرگ مناسب است و هزینه کمی دارد، در حالی که روش رسوب بخار میتواند خلوص بالاتر و ساختار متراکمتری را فراهم کند و به طور گسترده در زمینه نیمههادیها مورد استفاده قرار میگیرد.
۲. خواص موادسرامیکهای کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته
ویژگی برجسته سرامیکهای کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته، عملکرد عالی آنها در محیطهای با دمای بالا است. نقطه ذوب این ماده تا 2700 درجه سانتیگراد است و در دماهای بالا استحکام مکانیکی خوبی دارد. علاوه بر این، کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته همچنین مقاومت اکسیداسیون و مقاومت خوردگی عالی دارد و میتواند در محیطهای شیمیایی شدید پایدار بماند. بنابراین، سرامیکهای RSiC به طور گسترده در زمینههای کورههای دمای بالا، مواد نسوز دمای بالا و تجهیزات شیمیایی مورد استفاده قرار گرفتهاند.
علاوه بر این، کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته رسانایی حرارتی بالایی دارد و میتواند گرما را به طور مؤثر هدایت کند، که باعث میشود ارزش کاربردی مهمی در ...راکتورهای MOCVDو تجهیزات عملیات حرارتی در تولید ویفر نیمه هادی. رسانایی حرارتی بالا و مقاومت در برابر شوک حرارتی آن، عملکرد قابل اعتماد تجهیزات را در شرایط سخت تضمین میکند.
۳. زمینههای کاربردی سرامیکهای کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته
تولید نیمههادی: در صنعت نیمههادی، از سرامیکهای کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته برای ساخت زیرلایهها و پایهها در راکتورهای MOCVD استفاده میشود. به دلیل مقاومت دمایی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و رسانایی حرارتی بالا، مواد RSiC میتوانند عملکرد پایداری را در محیطهای واکنش شیمیایی پیچیده حفظ کنند و کیفیت و بازده ویفرهای نیمههادی را تضمین کنند.
صنعت فتوولتائیک: در صنعت فتوولتائیک، از RSiC برای ساخت سازه نگهدارنده تجهیزات رشد کریستال استفاده میشود. از آنجایی که رشد کریستال در فرآیند تولید سلولهای فتوولتائیک باید در دمای بالا انجام شود، مقاومت حرارتی کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته، عملکرد پایدار طولانی مدت تجهیزات را تضمین میکند.
کورههای دما بالا: سرامیکهای RSiC همچنین به طور گسترده در کورههای دما بالا مانند آسترها و اجزای کورههای خلاء، کورههای ذوب و سایر تجهیزات مورد استفاده قرار میگیرند. مقاومت در برابر شوک حرارتی و مقاومت در برابر اکسیداسیون، آن را به یکی از مواد غیرقابل جایگزین در صنایع دما بالا تبدیل کرده است.
۴. جهتگیری تحقیقاتی سرامیکهای کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته
با افزایش تقاضا برای مواد با کارایی بالا، جهتگیری تحقیقات در مورد سرامیکهای کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته به تدریج مشخص شده است. تحقیقات آینده بر جنبههای زیر متمرکز خواهد بود:
بهبود خلوص مواد: به منظور برآورده کردن نیازهای خلوص بالاتر در زمینههای نیمهرساناها و فتوولتائیک، محققان در حال بررسی راههایی برای بهبود خلوص RSiC با بهبود فناوری رسوب بخار یا معرفی مواد اولیه جدید هستند و از این طریق ارزش کاربرد آن را در این زمینههای پیشرفته افزایش میدهند.
بهینهسازی ریزساختار: با کنترل شرایط پخت و توزیع ذرات پودر، ریزساختار کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته میتواند بیشتر بهینه شود و در نتیجه خواص مکانیکی و مقاومت در برابر شوک حرارتی آن بهبود یابد.
مواد کامپوزیتی کاربردی: به منظور سازگاری با محیطهای کاربردی پیچیدهتر، محققان در تلاشند تا RSiC را با سایر مواد ترکیب کنند تا مواد کامپوزیتی با خواص چند منظوره، مانند مواد کامپوزیتی مبتنی بر کاربید سیلیکون تبلور یافته با مقاومت در برابر سایش و رسانایی الکتریکی بالاتر، تولید کنند.
۵. نتیجهگیری
سرامیکهای کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته به عنوان یک ماده با کارایی بالا، به دلیل خواص عالی در دمای بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر خوردگی، در بسیاری از زمینهها به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتهاند. تحقیقات آینده بر بهبود خلوص مواد، بهینهسازی ریزساختار و توسعه مواد کاربردی کامپوزیتی برای برآوردن نیازهای رو به رشد صنعتی متمرکز خواهد بود. از طریق این نوآوریهای تکنولوژیکی، انتظار میرود سرامیکهای کاربید سیلیکون تبلور مجدد یافته نقش بیشتری در زمینههای فناوری پیشرفتهتر ایفا کنند.
زمان ارسال: ۲۴ اکتبر ۲۰۲۴