Uudelleenkiteytettypiikarbidi (RSiC) -keraamitovatkorkean suorituskyvyn keraaminen materiaaliErinomaisen korkean lämpötilan kestävyytensä, hapettumisenkestävyytensä, korroosionkestävyytensä ja korkean kovuutensa ansiosta sitä on käytetty laajalti monilla aloilla, kuten puolijohdevalmistuksessa, aurinkosähköteollisuudessa, korkean lämpötilan uuneissa ja kemiallisissa laitteissa. Korkean suorituskyvyn materiaalien kysynnän kasvaessa nykyaikaisessa teollisuudessa uudelleenkiteytetyn piikarbidikeraamiikan tutkimus ja kehitys syvenee.
1. Valmistustekniikkauudelleenkiteytetty piikarbidikeraami
Uudelleenkiteytetyn valmistustekniikkapiikarbidikeraamitpääasiassa kaksi menetelmää: jauhesintraus ja höyrypinnoitus (CVD). Näistä jauhesintrausmenetelmä on piikarbidijauheen sintraus korkeassa lämpötilassa siten, että piikarbidihiukkaset muodostavat tiheän rakenteen diffuusion ja uudelleenkiteytymisen kautta jyvien välillä. Höyrypinnoitusmenetelmä on piikarbidin kerrostaminen substraatin pinnalle kemiallisen höyryreaktion avulla korkeassa lämpötilassa, jolloin muodostuu erittäin puhdas piikarbidikalvo tai rakenneosia. Näillä kahdella tekniikalla on omat etunsa. Jauhesintrausmenetelmä soveltuu laajamittaiseen tuotantoon ja on edullinen, kun taas höyrypinnoitusmenetelmä voi tarjota korkeamman puhtauden ja tiheämmän rakenteen, ja sitä käytetään laajalti puolijohdealalla.
2. Materiaalin ominaisuudetuudelleenkiteytetty piikarbidikeraami
Uudelleenkiteytetyn piikarbidikeraamin erinomainen ominaisuus on sen erinomainen suorituskyky korkeissa lämpötiloissa. Materiaalin sulamispiste on jopa 2700 °C, ja sillä on hyvä mekaaninen lujuus korkeissa lämpötiloissa. Lisäksi uudelleenkiteytetyllä piikarbidilla on erinomainen hapettumisen- ja korroosionkestävyys, ja se voi pysyä vakaana äärimmäisissä kemiallisissa ympäristöissä. Siksi RSiC-keraamia on käytetty laajalti korkean lämpötilan uuneissa, korkean lämpötilan tulenkestävissä materiaaleissa ja kemiallisissa laitteissa.
Lisäksi uudelleenkiteytetyllä piikarbidilla on korkea lämmönjohtavuus ja se voi johtaa lämpöä tehokkaasti, mikä tekee siitä tärkeän sovellusarvonMOCVD-reaktoritja lämpökäsittelylaitteet puolijohdekiekkojen valmistuksessa. Sen korkea lämmönjohtavuus ja lämpöshokin kestävyys varmistavat laitteiden luotettavan toiminnan äärimmäisissä olosuhteissa.
3. Uudelleenkiteytetyn piikarbidikeraamin käyttöalueet
Puolijohteiden valmistus: Puolijohdeteollisuudessa uudelleenkiteytettyjä piikarbidikeraameja käytetään MOCVD-reaktorien substraattien ja tukien valmistukseen. Korkean lämpötilankestävyytensä, korroosionkestävyytensä ja lämmönjohtavuutensa ansiosta RSiC-materiaalit voivat ylläpitää vakaata suorituskykyä monimutkaisissa kemiallisissa reaktioympäristöissä, mikä varmistaa puolijohdekiekkojen laadun ja saannon.
Aurinkosähköteollisuus: Aurinkosähköteollisuudessa RSiC:tä käytetään kiteenkasvatuslaitteiden tukirakenteiden valmistukseen. Koska kiteenkasvatus on suoritettava korkeassa lämpötilassa aurinkokennojen valmistusprosessin aikana, uudelleenkiteytetyn piikarbidin lämmönkestävyys varmistaa laitteiden pitkäaikaisen vakaan toiminnan.
Korkean lämpötilan uunit: RSiC-keraamia käytetään myös laajalti korkean lämpötilan uuneissa, kuten tyhjiöuunien, sulatusuunien ja muiden laitteiden vuorauksissa ja osissa. Sen lämmönkestävyyden ja hapettumisenkestävyyden ansiosta se on yksi korvaamattomista materiaaleista korkean lämpötilan teollisuudessa.
4. Uudelleenkiteytetyn piikarbidikeraamien tutkimussuunta
Korkean suorituskyvyn materiaalien kysynnän kasvaessa uudelleenkiteytetyn piikarbidikeraamien tutkimussuunta on vähitellen selventynyt. Tuleva tutkimus keskittyy seuraaviin näkökohtiin:
Materiaalien puhtauden parantaminen: Puolijohde- ja aurinkosähköaloilla asetettujen korkeampien puhtausvaatimusten täyttämiseksi tutkijat etsivät tapoja parantaa RSiC:n puhtautta parantamalla höyrypinnoitustekniikkaa tai ottamalla käyttöön uusia raaka-aineita, mikä parantaa sen sovellusarvoa näillä korkean teknologian aloilla.
Mikrorakenteen optimointi: Sintrausolosuhteita ja jauhehiukkasten jakautumista kontrolloimalla uudelleenkiteytetyn piikarbidin mikrorakennetta voidaan optimoida edelleen, mikä parantaa sen mekaanisia ominaisuuksia ja lämmönshokkien kestävyyttä.
Funktionaaliset komposiittimateriaalit: Sopeutuakseen monimutkaisempiin käyttöympäristöihin tutkijat pyrkivät yhdistämään RSiC:tä muihin materiaaleihin kehittääkseen monitoiminnallisia ominaisuuksia omaavia komposiittimateriaaleja, kuten uudelleenkiteytettyjä piikarbidipohjaisia komposiittimateriaaleja, joilla on parempi kulutuskestävyys ja sähkönjohtavuus.
5. Johtopäätös
Uudelleenkiteytettyjä piikarbidikeraameja on käytetty laajalti korkean suorituskyvyn omaavana materiaalina monilla aloilla niiden erinomaisten lämpötilojen, hapettumisenkestävyyden ja korroosionkestävyyden ansiosta. Tuleva tutkimus keskittyy materiaalien puhtauden parantamiseen, mikrorakenteen optimointiin ja komposiittifunktionaalisten materiaalien kehittämiseen kasvavien teollisuuden tarpeiden täyttämiseksi. Näiden teknologisten innovaatioiden ansiosta uudelleenkiteytetyillä piikarbidikeraameilla odotetaan olevan suurempi rooli korkean teknologian aloilla.
Julkaisuaika: 24.10.2024