현대 C, N, B 등 비산화물 첨단 내화 원료인 상압 소결 탄화규소는 광범위하고 경제적이며, 금강사 또는 내화 모래라고도 불립니다. 순수한 탄화규소는 무색 투명한 결정입니다. 그렇다면 탄화규소의 재료 구조와 특성은 무엇일까요?
대기압 하에서 소결된 실리콘 카바이드
대기압 소결 실리콘 카바이드의 재료 구조:
산업계에서 사용되는 상압 소결 실리콘 카바이드는 불순물의 종류와 함량에 따라 연황색, 녹색, 청색, 흑색으로 구분되며, 순도와 투명도가 다릅니다. 실리콘 카바이드의 결정 구조는 6각형 또는 마름모꼴 플루토늄과 입방정계 플루토늄-SiC로 나뉩니다. 플루토늄-SiC는 결정 구조 내 탄소 원자와 규소 원자의 적층 순서 차이로 인해 다양한 변형을 보이며, 70가지 이상의 변형이 발견되었습니다. 베타-SiC는 2100℃ 이상에서 알파-SiC로 전환됩니다. 실리콘 카바이드의 산업 공정은 고품질 석영 모래와 석유 코크스를 사용하여 저항로에서 정제합니다. 정제된 실리콘 카바이드 블록은 파쇄, 산-염기 세정, 자기 분리, 선별 또는 물 선별 과정을 거쳐 다양한 입자 크기의 제품을 생산합니다.
대기압 소결 실리콘 카바이드의 재료 특성:
탄화규소는 화학적 안정성, 열전도도, 열팽창 계수, 내마모성이 우수하여 연마재 외에도 다양한 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 탄화규소 분말을 특수 공정을 통해 터빈 임펠러나 실린더 블록 내벽에 코팅하면 내마모성을 향상시키고 수명을 1~2배 연장할 수 있습니다. 내열성, 소형, 경량, 고강도의 고급 내화재로 제작되어 에너지 효율이 매우 우수합니다. 저급 탄화규소(약 85% SiC 함유)는 제강 속도를 높이고 화학 조성을 쉽게 조절하여 강의 품질을 향상시키는 탁월한 탈산제입니다. 또한, 상압 소결 탄화규소는 실리콘 카본 봉과 같은 전기 부품 제조에도 널리 사용됩니다.
탄화규소는 매우 단단합니다. 모스 경도는 9.5로 세계에서 가장 단단한 다이아몬드(10)에 이어 두 번째로 높으며, 열전도도가 뛰어난 반도체로 고온에서 산화에 강합니다. 탄화규소는 최소 70가지 이상의 결정형을 가지고 있습니다. 플루토늄-탄화규소는 2000℃ 이상의 온도에서 형성되는 일반적인 이성질체이며, 육방정계 결정 구조(우르자이트와 유사)를 갖습니다. 대기압 하에서 소결된 탄화규소
반도체 산업에서의 실리콘 카바이드 응용
탄화규소 반도체 산업 사슬은 주로 탄화규소 고순도 분말, 단결정 기판, 에피택셜 시트, 전력 부품, 모듈 패키징 및 단말 응용 분야를 포함합니다.
1. 단결정 기판 단결정 기판은 반도체 지지체, 전도성 재료 및 에피택셜 성장 기판입니다. 현재 SiC 단결정의 성장 방법으로는 물리 기상 전이법(PVT), 액상법(LPE), 고온 화학 기상 증착법(HTCVD) 등이 있습니다. 상압에서 소결된 탄화규소(SiC)
2. 에피택셜 시트(Epitaxial sheet) 탄화규소 에피택셜 시트, 탄화규소 시트, 탄화규소 기판에 대한 특정 요건을 충족하는 기판 결정과 동일한 방향을 갖는 단결정 박막(에피택셜층)입니다. 실제 응용 분야에서는 거의 모든 와이드 밴드갭 반도체 소자가 에피택셜층으로 제조되며, 실리콘 칩 자체는 GaN 에피택셜층 기판을 포함하여 기판으로만 사용됩니다.
3. 고순도 탄화규소 분말 고순도 탄화규소 분말은 PVT법으로 탄화규소 단결정을 성장시키기 위한 원료이며, 제품의 순도는 탄화규소 단결정의 성장 품질과 전기적 특성에 직접적인 영향을 미칩니다.
4. 전력 소자는 고온, 고주파, 고효율 특성을 가진 탄화규소(SiC) 소재로 제작된 광대역 전력 소자입니다. 소자의 동작 형태에 따라 SiC 전력 공급 소자는 주로 전력 다이오드와 전력 스위치 튜브로 구성됩니다.
5. 단말 3세대 반도체 응용 분야에서 탄화규소 반도체는 질화갈륨 반도체를 보완하는 장점을 가지고 있습니다. SiC 소자는 높은 변환 효율, 낮은 발열 특성, 경량화 등의 장점을 가지고 있어, 후공정 산업의 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, SiO2 소자를 대체하는 추세입니다.
게시 시간: 2023년 6월 16일