Վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի հետազոտական ​​վիճակը

Վերաբյուրեղացվածսիլիցիումի կարբիդային (RSiC) կերամիկաենբարձր արդյունավետության կերամիկական նյութԲարձր ջերմաստիճանային դիմադրության, օքսիդացման դիմադրության, կոռոզիոն դիմադրության և բարձր կարծրության շնորհիվ այն լայնորեն օգտագործվել է բազմաթիվ ոլորտներում, ինչպիսիք են կիսահաղորդիչների արտադրությունը, ֆոտովոլտային արդյունաբերությունը, բարձր ջերմաստիճանային վառարանները և քիմիական սարքավորումները: Ժամանակակից արդյունաբերության մեջ բարձր արդյունավետությամբ նյութերի պահանջարկի աճին զուգընթաց, խորանում են վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի հետազոտություններն ու մշակումները:

1. Պատրաստման տեխնոլոգիավերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկա

Վերաբյուրեղացվածի պատրաստման տեխնոլոգիասիլիցիումի կարբիդային կերամիկաՀիմնականում ներառում է երկու մեթոդ՝ փոշու սինտերացում և գոլորշու նստեցում (ԳԿԱ): Դրանցից փոշու սինտերացման մեթոդը սիլիցիումի կարբիդի փոշու սինտերացումն է բարձր ջերմաստիճանի միջավայրում, որպեսզի սիլիցիումի կարբիդի մասնիկները ձևավորեն խիտ կառուցվածք՝ հատիկների միջև դիֆուզիայի և վերաբյուրեղացման միջոցով: Գոլորշու նստեցման մեթոդը սիլիցիումի կարբիդի նստեցումն է հիմքի մակերեսին՝ բարձր ջերմաստիճանում քիմիական գոլորշու ռեակցիայի միջոցով, որի արդյունքում ձևավորվում է բարձր մաքրության սիլիցիումի կարբիդային թաղանթ կամ կառուցվածքային մասեր: Այս երկու տեխնոլոգիաներն ունեն իրենց առավելությունները: Փոշու սինտերացման մեթոդը հարմար է մեծածավալ արտադրության համար և ունի ցածր գին, մինչդեռ գոլորշու նստեցման մեթոդը կարող է ապահովել ավելի բարձր մաքրություն և ավելի խիտ կառուցվածք, և լայնորեն կիրառվում է կիսահաղորդչային ոլորտում:

2. Նյութական հատկություններվերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկա

Վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի ակնառու առանձնահատկությունը դրա գերազանց կատարողականությունն է բարձր ջերմաստիճանային միջավայրերում: Այս նյութի հալման կետը հասնում է մինչև 2700°C-ի, և այն ունի լավ մեխանիկական ամրություն բարձր ջերմաստիճաններում: Բացի այդ, վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդը նաև ունի գերազանց օքսիդացման և կոռոզիայի դիմադրություն, և կարող է կայուն մնալ ծայրահեղ քիմիական միջավայրերում: Հետևաբար, RSiC կերամիկան լայնորեն օգտագործվել է բարձր ջերմաստիճանային վառարանների, բարձր ջերմաստիճանային հրակայուն նյութերի և քիմիական սարքավորումների ոլորտներում:

Բացի այդ, վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդը ունի բարձր ջերմահաղորդականություն և կարող է արդյունավետորեն ջերմություն հաղորդել, ինչը այն դարձնում է կարևոր կիրառական արժեքMOCVD ռեակտորներև ջերմային մշակման սարքավորումներ կիսահաղորդչային թիթեղների արտադրության մեջ: Դրա բարձր ջերմահաղորդականությունը և ջերմային հարվածի դիմադրությունը ապահովում են սարքավորումների հուսալի աշխատանքը ծայրահեղ պայմաններում:

3. Վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի կիրառման ոլորտները

Կիսահաղորդչային արտադրություն. Կիսահաղորդչային արդյունաբերության մեջ վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկան օգտագործվում է MOCVD ռեակտորներում հիմքեր և հենարաններ արտադրելու համար: Բարձր ջերմաստիճանային դիմադրության, կոռոզիոն դիմադրության և բարձր ջերմային հաղորդունակության շնորհիվ, RSiC նյութերը կարող են պահպանել կայուն աշխատանք բարդ քիմիական ռեակցիայի միջավայրերում՝ ապահովելով կիսահաղորդչային թիթեղների որակը և արտադրողականությունը:

Ֆոտովոլտային արդյունաբերություն. Ֆոտովոլտային արդյունաբերության մեջ RSiC-ն օգտագործվում է բյուրեղների աճեցման սարքավորումների կրող կառուցվածքի արտադրության համար: Քանի որ ֆոտովոլտային բջիջների արտադրության գործընթացում բյուրեղների աճը պետք է իրականացվի բարձր ջերմաստիճանում, վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդի ջերմակայունությունը ապահովում է սարքավորումների երկարատև կայուն աշխատանքը:

Բարձր ջերմաստիճանի վառարաններ. RSiC կերամիկան լայնորեն կիրառվում է նաև բարձր ջերմաստիճանի վառարաններում, ինչպիսիք են վակուումային վառարանների, հալեցման վառարանների և այլ սարքավորումների ծածկույթները և բաղադրիչները: Ջերմային հարվածների և օքսիդացման դիմադրությունը այն դարձնում է բարձր ջերմաստիճանային արդյունաբերության անփոխարինելի նյութերից մեկը:

4. Վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի հետազոտական ​​ուղղությունը

Բարձր արդյունավետությամբ նյութերի պահանջարկի աճին զուգընթաց, աստիճանաբար պարզ է դարձել վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի հետազոտական ​​ուղղությունը։ Ապագա հետազոտությունները կկենտրոնանան հետևյալ ասպեկտների վրա՝

Նյութի մաքրության բարելավում. Կիսահաղորդչային և ֆոտովոլտային ոլորտներում ավելի բարձր մաքրության պահանջները բավարարելու համար հետազոտողները ուսումնասիրում են RSiC-ի մաքրությունը բարելավելու եղանակներ՝ բարելավելով գոլորշիների նստեցման տեխնոլոգիան կամ ներմուծելով նոր հումք, այդպիսով բարձրացնելով դրա կիրառական արժեքը այս բարձր տեխնոլոգիական ոլորտներում:

Միկրոկառուցվածքի օպտիմալացում. սինտերացման պայմանները և փոշու մասնիկների բաշխումը վերահսկելով՝ վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդի միկրոկառուցվածքը կարող է էլ ավելի օպտիմալացվել, դրանով իսկ բարելավելով դրա մեխանիկական հատկությունները և ջերմային ցնցումների դիմադրությունը։

Ֆունկցիոնալ կոմպոզիտային նյութեր. Ավելի բարդ օգտագործման միջավայրերին հարմարվելու համար հետազոտողները փորձում են համատեղել RSiC-ը այլ նյութերի հետ՝ բազմաֆունկցիոնալ հատկություններով կոմպոզիտային նյութեր մշակելու համար, ինչպիսիք են վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդի վրա հիմնված կոմպոզիտային նյութերը՝ ավելի բարձր մաշվածության դիմադրությամբ և էլեկտրահաղորդականությամբ։

5. Եզրակացություն

Որպես բարձր արդյունավետության նյութ, վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկան լայնորեն օգտագործվել է բազմաթիվ ոլորտներում՝ բարձր ջերմաստիճանի, օքսիդացման դիմադրության և կոռոզիայի դիմադրության գերազանց հատկությունների շնորհիվ: Ապագա հետազոտությունները կկենտրոնանան նյութի մաքրության բարելավման, միկրոկառուցվածքի օպտիմալացման և աճող արդյունաբերական կարիքները բավարարելու համար կոմպոզիտային ֆունկցիոնալ նյութերի մշակման վրա: Այս տեխնոլոգիական նորարարությունների շնորհիվ, ակնկալվում է, որ վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկան ավելի մեծ դեր կխաղա ավելի բարձր տեխնոլոգիական ոլորտներում: