Մթնոլորտային ճնշման տակ սինթետիկ կարբիդի կառուցվածքը և հատկությունները

Ժամանակակից C, N, B և այլ ոչ օքսիդային բարձր տեխնոլոգիական հրակայուն հումք, մթնոլորտային ճնշման տակ սինթեզված սիլիցիումի կարբիդը լայնածավալ է, տնտեսական, կարելի է ասել, որ այն հղկաձավար է կամ հրակայուն ավազ։ Մաքուր սիլիցիումի կարբիդը անգույն թափանցիկ բյուրեղ է։ Այսպիսով, ինչպիսի՞ն է սիլիցիումի կարբիդի նյութական կառուցվածքը և բնութագրերը։

Մթնոլորտային ճնշման տակ սինթեզված սիլիցիումի կարբիդ

Մթնոլորտային ճնշման տակ սինթեզված սիլիցիումի կարբիդի նյութական կառուցվածքը.

Արդյունաբերության մեջ օգտագործվող մթնոլորտային ճնշման տակ սինթեզված սիլիցիումի կարբիդը բաց դեղին, կանաչ, կապույտ և սև է՝ կախված խառնուրդների տեսակից և պարունակությունից, և մաքրությունը և թափանցիկությունը տարբեր են։ Սիլիցիումի կարբիդի բյուրեղային կառուցվածքը բաժանվում է վեց բառանոց կամ ադամանդի ձև ունեցող պլուտոնիումի և խորանարդաձև պլուտոնիում-սիլիցիումի։ Պլուտոնիում-սիլիցիումը առաջացնում է տարբեր դեֆորմացիաներ՝ բյուրեղային կառուցվածքում ածխածնի և սիլիցիումի ատոմների տարբեր դասավորության պատճառով, և հայտնաբերվել է ավելի քան 70 տեսակի դեֆորմացիա։ 2100-ից բարձր ջերմաստիճանում բետա-սիլիցիումը վերածվում է ալֆա-սիլիցիումի։ Սիլիցիումի կարբիդի արդյունաբերական գործընթացը մաքրվում է բարձրորակ քվարցային ավազով և նավթային կոքսով դիմադրության վառարանում։ Զտված սիլիցիումի կարբիդի բլոկները մանրացվում են, թթվահիմնային մաքրվում, մագնիսական բաժանվում, զտվում կամ ընտրվում են ջրի միջոցով՝ տարբեր մասնիկների չափի արտադրանք ստանալու համար։

Մթնոլորտային ճնշման տակ սինթեզված սիլիցիումի կարբիդի նյութական բնութագրերը.

Սիլիցիումի կարբիդն ունի լավ քիմիական կայունություն, ջերմահաղորդականություն, ջերմային ընդարձակման գործակից, մաշվածության դիմադրություն, ուստի հղկող օգտագործումից բացի, կան բազմաթիվ կիրառություններ. Օրինակ՝ սիլիցիումի կարբիդի փոշին պատվում է տուրբինի թևիկի կամ գլանային բլոկի ներքին պատին հատուկ գործընթացով, որը կարող է բարելավել մաշվածության դիմադրությունը և երկարացնել ծառայության ժամկետը 1-2 անգամ: Պատրաստված է ջերմակայուն, փոքր չափսերով, թեթև քաշով, բարձր ամրությամբ բարձրորակ հրակայուն նյութերից, էներգաարդյունավետությունը շատ լավ է: Ցածր որակի սիլիցիումի կարբիդը (ներառյալ մոտ 85% SiC) գերազանց դեօքսիդիչ է պողպատաձուլման արագությունը մեծացնելու և քիմիական կազմը հեշտությամբ կառավարելու համար՝ պողպատի որակը բարելավելու համար: Բացի այդ, մթնոլորտային ճնշման տակ սինթեզված սիլիցիումի կարբիդը լայնորեն օգտագործվում է նաև սիլիցիում-ածխածնային ձողերի էլեկտրական մասերի արտադրության մեջ:

Սիլիցիումի կարբիդը շատ կարծր է։ Մորզեի կարծրությունը 9.5 է, երկրորդը աշխարհում կարծր ադամանդից (10) հետո, կիսահաղորդիչ է՝ գերազանց ջերմահաղորդականությամբ, կարող է դիմակայել օքսիդացմանը բարձր ջերմաստիճաններում։ Սիլիցիումի կարբիդն ունի առնվազն 70 բյուրեղային տեսակ։ Պլուտոնիում-սիլիցիումի կարբիդը տարածված իզոմեր է, որը ձևավորվում է 2000-ից բարձր ջերմաստիճաններում և ունի վեցանկյուն բյուրեղային կառուցվածք (նման է վուրցիտին)։ Մթնոլորտային ճնշման տակ սինթեզված սիլիցիումի կարբիդ

Սիլիցիումի կարբիդի կիրառումը կիսահաղորդչային արդյունաբերության մեջ

Սիլիցիումի կարբիդային կիսահաղորդչային արդյունաբերության շղթան հիմնականում ներառում է սիլիցիումի կարբիդի բարձր մաքրության փոշի, միաբյուրեղային հիմք, էպիտաքսիալ թերթ, էներգետիկ բաղադրիչներ, մոդուլների փաթեթավորում և տերմինալային կիրառություններ։

1. Միաբյուրեղային հիմք Միաբյուրեղային հիմքը կիսահաղորդչային կրող նյութ է, հաղորդիչ նյութ և էպիտաքսիալ աճեցման հիմք: Ներկայումս SiC միաբյուրեղի աճեցման մեթոդները ներառում են ֆիզիկական գոլորշու փոխանցման մեթոդ (PVT մեթոդ), հեղուկ փուլի մեթոդ (LPE մեթոդ) և բարձր ջերմաստիճանում քիմիական գոլորշու նստեցման մեթոդ (HTCVD մեթոդ): Մթնոլորտային ճնշման տակ սինթետիկ կարբիդ՝ սինթետիկ կարբիդ

2. Էպիտաքսիալ թերթ Սիլիցիումի կարբիդային էպիտաքսիալ թերթ, սիլիցիումի կարբիդային թերթ, միաբյուրեղային թաղանթ (էպիտաքսիալ շերտ)՝ հիմքի հետ նույն ուղղությամբ, որը որոշակի պահանջներ ունի սիլիցիումի կարբիդային հիմքի համար: Գործնական կիրառություններում լայն գոտիական բացվածքով կիսահաղորդչային սարքերը գրեթե բոլորը արտադրվում են էպիտաքսիալ շերտում, և սիլիցիումային չիպն ինքնին օգտագործվում է միայն որպես հիմք, ներառյալ GaN էպիտաքսիալ շերտի հիմքը:

3. Բարձր մաքրության սիլիցիումի կարբիդի փոշի Բարձր մաքրության սիլիցիումի կարբիդի փոշին սիլիցիումի կարբիդի միաբյուրեղի PVT մեթոդով աճեցման հումք է, և արտադրանքի մաքրությունը անմիջականորեն ազդում է սիլիցիումի կարբիդի միաբյուրեղի աճի որակի և էլեկտրական բնութագրերի վրա:

4. Սնուցման սարքը լայնաշերտ սնուցման սարք է, որը պատրաստված է սիլիցիումի կարբիդային նյութից և ունի բարձր ջերմաստիճանի, բարձր հաճախականության և բարձր արդյունավետության բնութագրեր: Սարքի շահագործման ձևի համաձայն, SiC սնուցման սարքը հիմնականում ներառում է սնուցման դիոդ և սնուցման անջատիչ խողովակ:

5. Տերմինալ Երրորդ սերնդի կիսահաղորդչային կիրառություններում սիլիցիումի կարբիդային կիսահաղորդիչներն ունեն գալիումի նիտրիդային կիսահաղորդիչներին լրացնող լինելու առավելությունը: SiC սարքերի բարձր փոխակերպման արդյունավետության, ցածր տաքացման բնութագրերի, թեթև քաշի և այլ առավելությունների շնորհիվ, հոսանքի արդյունաբերության պահանջարկը շարունակում է աճել, և կա SiO2 սարքերը փոխարինելու միտում: