Rivestimento in carburo di silicio,Comunemente noto come rivestimento in SiC, si riferisce al processo di applicazione di uno strato di carburo di silicio sulle superfici attraverso metodi come la deposizione chimica da vapore (CVD), la deposizione fisica da vapore (PVD) o la spruzzatura termica. Questo rivestimento ceramico in carburo di silicio migliora le proprietà superficiali di vari substrati conferendo un'eccezionale resistenza all'usura, stabilità termica e protezione dalla corrosione. Il SiC è noto per le sue eccezionali proprietà fisiche e chimiche, tra cui un elevato punto di fusione (circa 2700 °C), un'estrema durezza (scala di Mohs 9), un'eccellente resistenza alla corrosione e all'ossidazione e prestazioni di ablazione eccezionali.
Principali vantaggi del rivestimento in carburo di silicio nelle applicazioni industriali
Grazie a queste caratteristiche, il rivestimento in carburo di silicio è ampiamente utilizzato in settori come l'aerospaziale, le apparecchiature per armi e la lavorazione dei semiconduttori. In ambienti estremi, in particolare nell'intervallo 1800-2000 °C, il rivestimento in SiC mostra una notevole stabilità termica e resistenza all'ablatività, rendendolo ideale per applicazioni ad alta temperatura. Tuttavia, il carburo di silicio da solo non possiede l'integrità strutturale necessaria per molte applicazioni, quindi vengono impiegati metodi di rivestimento per sfruttare le sue proprietà uniche senza compromettere la resistenza del componente. Nella produzione di semiconduttori, gli elementi rivestiti in carburo di silicio offrono una protezione affidabile e stabilità delle prestazioni all'interno delle apparecchiature utilizzate nei processi MOCVD.
Metodi comuni per la preparazione del rivestimento in carburo di silicio
Ⅰ● Rivestimento in carburo di silicio mediante deposizione chimica da vapore (CVD)
Con questo metodo, i rivestimenti in SiC vengono formati posizionando i substrati in una camera di reazione, dove il metiltriclorosilano (MTS) agisce da precursore. In condizioni controllate, tipicamente tra 950 e 1300 °C e pressione negativa, l'MTS subisce una decomposizione e il carburo di silicio si deposita sulla superficie. Questo processo di rivestimento in SiC CVD garantisce un rivestimento denso e uniforme con un'eccellente aderenza, ideale per applicazioni ad alta precisione nei settori dei semiconduttori e aerospaziale.
II● Metodo di conversione del precursore (impregnazione polimerica e pirolisi – PIP)
Un altro efficace approccio al rivestimento a spruzzo in carburo di silicio è il metodo di conversione del precursore, che prevede l'immersione del campione pretrattato in una soluzione di precursore ceramico. Dopo aver aspirato il serbatoio di impregnazione e pressurizzato il rivestimento, il campione viene riscaldato, portando alla formazione di un rivestimento in carburo di silicio durante il raffreddamento. Questo metodo è preferibile per i componenti che richiedono uno spessore di rivestimento uniforme e una maggiore resistenza all'usura.
Proprietà fisiche del rivestimento in carburo di silicio
I rivestimenti in carburo di silicio presentano proprietà che li rendono ideali per applicazioni industriali complesse. Queste proprietà includono:
Conduttività termica: 120-270 W/m·K
Coefficiente di dilatazione termica: 4,3 × 10^(-6)/K (a 20~800℃)
Resistività elettrica: 10^5– 10^6Ω·cm
Durezza: scala di Mohs 9
Applicazioni del rivestimento in carburo di silicio
Nella produzione di semiconduttori, il rivestimento in carburo di silicio per MOCVD e altri processi ad alta temperatura protegge apparecchiature critiche, come reattori e suscettori, offrendo sia resistenza alle alte temperature che stabilità. Nel settore aerospaziale e della difesa, i rivestimenti ceramici in carburo di silicio vengono applicati a componenti che devono resistere a urti ad alta velocità e ad ambienti corrosivi. Inoltre, vernici o rivestimenti in carburo di silicio possono essere utilizzati anche su dispositivi medici che richiedono resistenza durante le procedure di sterilizzazione.
Perché scegliere il rivestimento in carburo di silicio?
Con una comprovata esperienza nell'estensione della durata dei componenti, i rivestimenti in carburo di silicio offrono una durata e una stabilità termica ineguagliabili, rendendoli convenienti per un utilizzo a lungo termine. Scegliendo una superficie rivestita in carburo di silicio, le aziende beneficiano di costi di manutenzione ridotti, maggiore affidabilità delle apparecchiature e maggiore efficienza operativa.
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Data di pubblicazione: 02/09/2023