Ricristallizzatoceramiche al carburo di silicio (RSiC)sono unmateriale ceramico ad alte prestazioniGrazie alla sua eccellente resistenza alle alte temperature, all'ossidazione, alla corrosione e all'elevata durezza, è stato ampiamente utilizzato in molti settori, come la produzione di semiconduttori, l'industria fotovoltaica, i forni ad alta temperatura e le apparecchiature chimiche. Con la crescente domanda di materiali ad alte prestazioni nell'industria moderna, la ricerca e lo sviluppo di ceramiche in carburo di silicio ricristallizzato si stanno intensificando.
1. Tecnologia di preparazione diceramiche di carburo di silicio ricristallizzato
La tecnologia di preparazione del ricristallizzatoceramiche al carburo di silicioInclude principalmente due metodi: la sinterizzazione di polveri e la deposizione da vapore (CVD). Tra questi, il metodo di sinterizzazione di polveri consiste nel sinterizzare la polvere di carburo di silicio ad alta temperatura in modo che le particelle di carburo di silicio formino una struttura densa attraverso la diffusione e la ricristallizzazione tra i grani. Il metodo di deposizione da vapore consiste nel depositare il carburo di silicio sulla superficie del substrato attraverso una reazione chimica da vapore ad alta temperatura, formando così un film di carburo di silicio ad alta purezza o componenti strutturali. Queste due tecnologie presentano i loro vantaggi. Il metodo di sinterizzazione di polveri è adatto alla produzione su larga scala e ha un costo contenuto, mentre il metodo di deposizione da vapore può fornire una maggiore purezza e una struttura più densa ed è ampiamente utilizzato nel campo dei semiconduttori.
2. Proprietà dei materiali diceramiche di carburo di silicio ricristallizzato
La caratteristica principale della ceramica al carburo di silicio ricristallizzato è la sua eccellente prestazione in ambienti ad alta temperatura. Il punto di fusione di questo materiale raggiunge i 2700 °C e presenta una buona resistenza meccanica alle alte temperature. Inoltre, il carburo di silicio ricristallizzato presenta un'eccellente resistenza all'ossidazione e alla corrosione e può rimanere stabile in ambienti chimici estremi. Pertanto, la ceramica RSiC è stata ampiamente utilizzata nei settori dei forni ad alta temperatura, dei materiali refrattari ad alta temperatura e delle apparecchiature chimiche.
Inoltre, il carburo di silicio ricristallizzato ha un'elevata conduttività termica e può condurre efficacemente il calore, il che gli conferisce un importante valore applicativo inReattori MOCVDe apparecchiature per il trattamento termico nella produzione di wafer semiconduttori. L'elevata conduttività termica e la resistenza agli shock termici garantiscono il funzionamento affidabile dell'apparecchiatura anche in condizioni estreme.
3. Campi di applicazione della ceramica al carburo di silicio ricristallizzato
Produzione di semiconduttori: nell'industria dei semiconduttori, le ceramiche al carburo di silicio ricristallizzato vengono utilizzate per produrre substrati e supporti nei reattori MOCVD. Grazie alla loro elevata resistenza alle alte temperature, alla resistenza alla corrosione e all'elevata conduttività termica, i materiali RSiC possono mantenere prestazioni stabili in ambienti di reazione chimica complessi, garantendo la qualità e la resa dei wafer semiconduttori.
Industria fotovoltaica: nel settore fotovoltaico, l'RSiC viene utilizzato per produrre la struttura di supporto delle apparecchiature per la crescita dei cristalli. Poiché la crescita dei cristalli deve essere effettuata ad alta temperatura durante il processo di produzione delle celle fotovoltaiche, la resistenza al calore del carburo di silicio ricristallizzato garantisce il funzionamento stabile a lungo termine dell'apparecchiatura.
Forni ad alta temperatura: la ceramica RSiC è ampiamente utilizzata anche nei forni ad alta temperatura, come rivestimenti e componenti di forni a vuoto, forni fusori e altre apparecchiature. La sua resistenza agli shock termici e all'ossidazione la rendono uno dei materiali insostituibili nelle industrie ad alta temperatura.
4. Direzione di ricerca della ceramica al carburo di silicio ricristallizzato
Con la crescente domanda di materiali ad alte prestazioni, la direzione della ricerca sulla ceramica al carburo di silicio ricristallizzato è gradualmente diventata chiara. La ricerca futura si concentrerà sui seguenti aspetti:
Miglioramento della purezza dei materiali: per soddisfare i requisiti di purezza più elevati nei settori dei semiconduttori e del fotovoltaico, i ricercatori stanno esplorando modi per aumentare la purezza dell'RSiC migliorando la tecnologia di deposizione da vapore o introducendo nuove materie prime, aumentando così il suo valore applicativo in questi settori ad alta tecnologia.
Ottimizzazione della microstruttura: controllando le condizioni di sinterizzazione e la distribuzione delle particelle di polvere, è possibile ottimizzare ulteriormente la microstruttura del carburo di silicio ricristallizzato, migliorandone così le proprietà meccaniche e la resistenza agli shock termici.
Materiali compositi funzionali: per adattarsi ad ambienti di utilizzo più complessi, i ricercatori stanno cercando di combinare RSiC con altri materiali per sviluppare materiali compositi con proprietà multifunzionali, come i materiali compositi a base di carburo di silicio ricristallizzato con maggiore resistenza all'usura e conduttività elettrica.
5. Conclusion
Essendo un materiale ad alte prestazioni, la ceramica al carburo di silicio ricristallizzato è ampiamente utilizzata in numerosi campi grazie alle sue eccellenti proprietà di resistenza alle alte temperature, all'ossidazione e alla corrosione. La ricerca futura si concentrerà sul miglioramento della purezza del materiale, sull'ottimizzazione della microstruttura e sullo sviluppo di materiali compositi funzionali per soddisfare le crescenti esigenze industriali. Grazie a queste innovazioni tecnologiche, si prevede che la ceramica al carburo di silicio ricristallizzato svolgerà un ruolo sempre più importante in settori ad alta tecnologia.
Data di pubblicazione: 24 ottobre 2024