A modern C, N, B és egyéb nemoxidos, csúcstechnológiás tűzálló alapanyagok közül a légköri nyomáson szinterezett szilícium-karbid széles körben felhasználható, gazdaságos, és smirglinek vagy tűzálló homoknak nevezhető. A tiszta szilícium-karbid színtelen, átlátszó kristály. Milyen anyagszerkezete és jellemzői vannak a szilícium-karbidnak?
Szinterelt szilícium-karbid légköri nyomás alatt
Légköri nyomáson szinterezett szilícium-karbid anyagszerkezete:
Az iparban használt légköri nyomáson szinterezett szilícium-karbid a szennyeződések típusától és tartalmától függően világos sárga, zöld, kék és fekete színű, a tisztasága és az átlátszósága is eltérő. A szilícium-karbid kristályszerkezete hatszögletű vagy rombusz alakú plutóniumra és köbös plutónium-sic-ra oszlik. A plutónium-sic a szén- és szilíciumatomok kristályszerkezetében eltérő egymásra rakódási sorrend miatt különféle deformációkat képez, és több mint 70 féle deformációt találtak. A béta-SIC 2100 felett alfa-SIC-vé alakul. Az ipari folyamat során a szilícium-karbidot kiváló minőségű kvarchomokkal és petrolkoksz-szal finomítják ellenálláskemencében. A finomított szilícium-karbid tömböket zúzzák, savas-bázisú tisztítással, mágneses elválasztással, szitálással vagy vízzel szelektálják, hogy különféle szemcseméretű termékeket állítsanak elő.
A légköri nyomáson szinterezett szilícium-karbid anyagjellemzői:
A szilícium-karbid jó kémiai stabilitással, hővezető képességgel, hőtágulási együtthatóval és kopásállósággal rendelkezik, így a koptató hatású felhasználás mellett számos felhasználási módja van: Például a szilícium-karbid port speciális eljárással bevonják a turbina járókerék vagy a hengerblokk belső falára, ami javíthatja a kopásállóságot és 1-2-szeresére növelheti az élettartamot. Hőálló, kis méretű, könnyű, nagy szilárdságú, kiváló minőségű tűzálló anyagokból készül, energiahatékonysága nagyon jó. Az alacsony minőségű szilícium-karbid (kb. 85% SiC-t tartalmazva) kiváló deoxidálószer az acélgyártási sebesség növelésére és a kémiai összetétel egyszerű szabályozására az acél minőségének javítása érdekében. Ezenkívül a légköri nyomáson szinterezett szilícium-karbidot széles körben használják szilícium-karbon rudak elektromos alkatrészeinek gyártásában is.
A szilícium-karbid nagyon kemény. Morse-keménysége 9,5, amivel a világ kemény gyémántja után a második helyen áll (10), kiváló hővezető képességű félvezető, magas hőmérsékleten is ellenáll az oxidációnak. A szilícium-karbidnak legalább 70 kristálytípusa van. A plutónium-szilícium-karbid egy gyakori izomer, amely 2000 °C feletti hőmérsékleten képződik, és hexagonális kristályszerkezettel rendelkezik (hasonlóan a wurtzithoz). A szilícium-karbid légköri nyomás alatt szinterezett.
Szilícium-karbid alkalmazása a félvezetőiparban
A szilícium-karbid félvezető ipari lánc főként nagy tisztaságú szilícium-karbid port, egykristályos szubsztrátot, epitaxiális lemezt, teljesítménykomponenseket, modulcsomagolást és terminálalkalmazásokat foglal magában.
1. Egykristályos szubsztrát Az egykristályos szubsztrát egy félvezető hordozóanyag, vezetőképes anyag és epitaxiális növekedési szubsztrát. Jelenleg a SiC egykristályok növekedési módszerei közé tartozik a fizikai gőzátviteli módszer (PVT módszer), a folyadékfázisú módszer (LPE módszer) és a magas hőmérsékletű kémiai gőzleválasztási módszer (HTCVD módszer). Atmoszférikus nyomás alatt szinterezett szilícium-karbid
2. Epitaxiális lemez Szilícium-karbid epitaxiális lemez, szilícium-karbid lemez, egykristályos film (epitaxiális réteg), amelynek irányú iránya megegyezik az aljzat kristályával, és bizonyos követelményeket támaszt a szilícium-karbid aljzattal szemben. A gyakorlati alkalmazásokban a széles sávú félvezető eszközöket szinte kizárólag epitaxiális rétegben gyártják, és magát a szilíciumchipet csak aljzatként használják, beleértve a GaN epitaxiális réteg aljzatát is.
3. Nagy tisztaságú szilícium-karbid por A nagy tisztaságú szilícium-karbid por a szilícium-karbid egykristályok PVT-módszerrel történő növesztésének alapanyaga, és a termék tisztasága közvetlenül befolyásolja a szilícium-karbid egykristály növekedési minőségét és elektromos jellemzőit.
4. A tápegység egy szélessávú, szilícium-karbid anyagból készült tápegység, amely magas hőmérsékletű, nagyfrekvenciás és nagy hatásfokú. A készülék működési formája szerint a SiC tápegység főként egy teljesítménydiódát és egy teljesítménykapcsoló csövet tartalmaz.
5. Terminál A harmadik generációs félvezető alkalmazásokban a szilícium-karbid félvezetők előnye, hogy kiegészítik a gallium-nitrid félvezetőket. A SiC eszközök magas konverziós hatásfoka, alacsony fűtési jellemzői, könnyű súlya és egyéb előnyei miatt a downstream ipar iránti kereslet folyamatosan növekszik, és tendencia mutatkozik a SiO2 eszközök lecserélésére.
Közzététel ideje: 2023. június 16.