રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સની સંશોધન સ્થિતિ

ફરીથી સ્ફટિકીકરણસિલિકોન કાર્બાઇડ (RSiC) સિરામિક્સશું છેઉચ્ચ-પ્રદર્શન સિરામિક સામગ્રી. તેના ઉત્તમ ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ કઠિનતાને કારણે, તેનો ઉપયોગ સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદન, ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગ, ઉચ્ચ તાપમાન ભઠ્ઠીઓ અને રાસાયણિક સાધનો જેવા ઘણા ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. આધુનિક ઉદ્યોગમાં ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સામગ્રીની વધતી માંગ સાથે, રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સનું સંશોધન અને વિકાસ વધુ ગાઢ બની રહ્યું છે.

૧. ની તૈયારી ટેકનોલોજીરિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સ

પુનઃક્રિસ્ટલાઇઝ્ડની તૈયારી ટેકનોલોજીસિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સમુખ્યત્વે બે પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે: પાવડર સિન્ટરિંગ અને વરાળ ડિપોઝિશન (CVD). તેમાંથી, પાવડર સિન્ટરિંગ પદ્ધતિ ઉચ્ચ તાપમાન વાતાવરણમાં સિન્ટર સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડર છે જેથી સિલિકોન કાર્બાઇડ કણો અનાજ વચ્ચે પ્રસરણ અને પુનઃસ્થાપન દ્વારા ગાઢ માળખું બનાવે. વરાળ ડિપોઝિશન પદ્ધતિ ઉચ્ચ તાપમાન પર રાસાયણિક વરાળ પ્રતિક્રિયા દ્વારા સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર સિલિકોન કાર્બાઇડ જમા કરાવવાની છે, જેનાથી ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સિલિકોન કાર્બાઇડ ફિલ્મ અથવા માળખાકીય ભાગો બને છે. આ બે તકનીકોના પોતાના ફાયદા છે. પાવડર સિન્ટરિંગ પદ્ધતિ મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે અને તેની કિંમત ઓછી છે, જ્યારે વરાળ ડિપોઝિશન પદ્ધતિ ઉચ્ચ શુદ્ધતા અને ગાઢ માળખું પ્રદાન કરી શકે છે, અને સેમિકન્ડક્ટર ક્ષેત્રમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

2. ના ભૌતિક ગુણધર્મોરિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સ

રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સની ઉત્કૃષ્ટ લાક્ષણિકતા ઉચ્ચ તાપમાન વાતાવરણમાં તેનું ઉત્તમ પ્રદર્શન છે. આ સામગ્રીનો ગલનબિંદુ 2700°C જેટલું ઊંચું છે, અને તે ઉચ્ચ તાપમાને સારી યાંત્રિક શક્તિ ધરાવે છે. વધુમાં, રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડમાં ઉત્તમ ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકાર પણ છે, અને તે ભારે રાસાયણિક વાતાવરણમાં સ્થિર રહી શકે છે. તેથી, RSiC સિરામિક્સનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-તાપમાન ભઠ્ઠીઓ, ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી અને રાસાયણિક સાધનોના ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે કરવામાં આવ્યો છે.

વધુમાં, રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડમાં ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા હોય છે અને તે અસરકારક રીતે ગરમીનું સંચાલન કરી શકે છે, જેના કારણે તે મહત્વપૂર્ણ એપ્લિકેશન મૂલ્ય ધરાવે છે.MOCVD રિએક્ટરઅને સેમિકન્ડક્ટર વેફર ઉત્પાદનમાં ગરમી સારવાર સાધનો. તેની ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા અને થર્મલ શોક પ્રતિકાર આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓમાં સાધનોના વિશ્વસનીય સંચાલનની ખાતરી કરે છે.

3. રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સના એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો

સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદન: સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગમાં, MOCVD રિએક્ટરમાં સબસ્ટ્રેટ અને સપોર્ટ બનાવવા માટે રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સનો ઉપયોગ થાય છે. તેના ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતાને કારણે, RSiC સામગ્રી જટિલ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા વાતાવરણમાં સ્થિર કામગીરી જાળવી શકે છે, જે સેમિકન્ડક્ટર વેફર્સની ગુણવત્તા અને ઉપજને સુનિશ્ચિત કરે છે.

ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગ: ફોટોવોલ્ટેઇક ઉદ્યોગમાં, RSiC નો ઉપયોગ સ્ફટિક વૃદ્ધિ સાધનોના સપોર્ટ સ્ટ્રક્ચરના ઉત્પાદન માટે થાય છે. ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન સ્ફટિક વૃદ્ધિ ઊંચા તાપમાને કરવાની જરૂર હોવાથી, રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડનો ગરમી પ્રતિકાર સાધનોના લાંબા ગાળાના સ્થિર સંચાલનને સુનિશ્ચિત કરે છે.

ઉચ્ચ-તાપમાન ભઠ્ઠીઓ: RSiC સિરામિક્સનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-તાપમાન ભઠ્ઠીઓમાં પણ વ્યાપકપણે થાય છે, જેમ કે વેક્યૂમ ભઠ્ઠીઓના લાઇનિંગ અને ઘટકો, ગલન ભઠ્ઠીઓ અને અન્ય સાધનો. તેનો થર્મલ શોક પ્રતિકાર અને ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર તેને ઉચ્ચ-તાપમાન ઉદ્યોગોમાં બદલી ન શકાય તેવી સામગ્રીમાંની એક બનાવે છે.

4. રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સની સંશોધન દિશા

ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સામગ્રીની વધતી માંગ સાથે, રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સની સંશોધન દિશા ધીમે ધીમે સ્પષ્ટ થઈ ગઈ છે. ભવિષ્યના સંશોધન નીચેના પાસાઓ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે:

સામગ્રીની શુદ્ધતામાં સુધારો: સેમિકન્ડક્ટર અને ફોટોવોલ્ટેઇક ક્ષેત્રોમાં ઉચ્ચ શુદ્ધતાની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે, સંશોધકો વરાળ ડિપોઝિશન ટેકનોલોજીમાં સુધારો કરીને અથવા નવા કાચા માલ રજૂ કરીને RSiC ની શુદ્ધતામાં સુધારો કરવાના માર્ગો શોધી રહ્યા છે, જેનાથી આ હાઇ-ટેક ક્ષેત્રોમાં તેના ઉપયોગ મૂલ્યમાં વધારો થાય છે.

માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવું: સિન્ટરિંગ પરિસ્થિતિઓ અને પાવડર કણોના વિતરણને નિયંત્રિત કરીને, રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને વધુ ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકાય છે, જેનાથી તેના યાંત્રિક ગુણધર્મો અને થર્મલ શોક પ્રતિકારમાં સુધારો થાય છે.

કાર્યાત્મક સંયુક્ત સામગ્રી: વધુ જટિલ ઉપયોગ વાતાવરણમાં અનુકૂલન કરવા માટે, સંશોધકો RSiC ને અન્ય સામગ્રી સાથે જોડવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે જેથી મલ્ટિફંક્શનલ ગુણધર્મો ધરાવતી સંયુક્ત સામગ્રી વિકસાવવામાં આવે, જેમ કે ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને વિદ્યુત વાહકતા સાથે પુનઃસ્થાપિત સિલિકોન કાર્બાઇડ-આધારિત સંયુક્ત સામગ્રી.

૫. નિષ્કર્ષ

ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સામગ્રી તરીકે, રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સનો ઉપયોગ ઘણા ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે કરવામાં આવે છે કારણ કે ઉચ્ચ તાપમાન, ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકારમાં તેમના ઉત્તમ ગુણધર્મો છે. ભવિષ્યના સંશોધનમાં સામગ્રીની શુદ્ધતા સુધારવા, માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા અને વધતી જતી ઔદ્યોગિક જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે સંયુક્ત કાર્યાત્મક સામગ્રી વિકસાવવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવશે. આ તકનીકી નવીનતાઓ દ્વારા, રિક્રિસ્ટલાઇઝ્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સ વધુ હાઇ-ટેક ક્ષેત્રોમાં મોટી ભૂમિકા ભજવે તેવી અપેક્ષા છે.