ຂະບວນການກະກຽມເຊລາມິກຊິລິກອນຄາໄບດ໌ດ້ວຍການເຜົາປະຕິກິລິຍາ ແລະ ການເຜົາໂດຍບໍ່ມີຄວາມກົດດັນ

ການເຜົາຜະນຶກປະຕິກິລິຍາ

ການເຜົາໄໝ້ປະຕິກິລິຍາເຊລາມິກຊິລິກອນຄາໄບຂະບວນການຜະລິດປະກອບມີການອັດແໜ້ນເຊລາມິກ, ການອັດແໜ້ນຕົວແທນແຊກຊຶມດ້ວຍການເຜົາ, ການກະກຽມຜະລິດຕະພັນເຊລາມິກດ້ວຍການເຜົາປະຕິກິລິຍາ, ການກະກຽມເຊລາມິກໄມ້ຊິລິກອນຄາໄບ ແລະ ຂັ້ນຕອນອື່ນໆ.

ຫົວສີດຊິລິກອນຄາໄບຣ໌ທີ່ເຜົາໄໝ້ປະຕິກິລິຍາ

ກ່ອນອື່ນໝົດ, 80-90% ຂອງຜົງເຊລາມິກ (ປະກອບດ້ວຍຜົງໜຶ່ງຫຼືສອງຊະນິດຂອງຜົງຊິລິກອນຄາໄບແລະຜົງໂບຣອນຄາໄບ), ຜົງແຫຼ່ງຄາບອນ 3-15% (ປະກອບດ້ວຍຄາບອນດຳ ແລະ ເຣຊິນຟີນໍລິກໜຶ່ງ ຫຼື ສອງຊະນິດ) ແລະ ຕົວແທນປັ້ນ 5-15% (ເຣຊິນຟີນໍລິກ, ໂພລີເອທິລີນໄກຄໍ, ໄຮດຣອກຊີເມທິວເຊລລູໂລສ ຫຼື ພາຣາຟິນ) ຖືກປະສົມເຂົ້າກັນຢ່າງສະໝໍ່າສະເໝີໂດຍໃຊ້ໂຮງສີບານເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົງປະສົມ, ເຊິ່ງຖືກຕາກແຫ້ງແບບສີດພົ່ນ ແລະ ປັ້ນເປັນເມັດ, ແລະ ຈາກນັ້ນກົດໃນແມ່ພິມເພື່ອໃຫ້ໄດ້ເຊລາມິກທີ່ມີຮູບຮ່າງສະເພາະຕ່າງໆ.
ອັນທີສອງ, ຜົງຊິລິກອນ 60-80%, ຜົງຊິລິກອນຄາໄບ 3-10% ແລະ ຜົງໂບຣອນໄນໄຕຣ 37-10% ຖືກປະສົມເຂົ້າກັນຢ່າງສະໝໍ່າສະເໝີ, ແລະ ກົດດັນໃນແມ່ພິມເພື່ອໃຫ້ໄດ້ສານແຊກຊຶມຂອງກະແສການເຜົາຜະນຶກທີ່ກະທັດຮັດ.
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ເຊລາມິກອັດແໜ້ນ ແລະ ເຊລາມິກຊຶມເຂົ້າກັນຈະຖືກວາງຊ້ອນກັນ, ແລະ ອຸນຫະພູມຈະຖືກຍົກຂຶ້ນເປັນ 1450-1750°C ໃນເຕົາອົບສູນຍາກາດທີ່ມີລະດັບສູນຍາກາດບໍ່ຕໍ່າກວ່າ 5 × 10-1 Pa ສຳລັບການເຜົາ ແລະ ຮັກສາຄວາມຮ້ອນເປັນເວລາ 1-3 ຊົ່ວໂມງ ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜະລິດຕະພັນເຊລາມິກທີ່ເຜົາດ້ວຍປະຕິກິລິຍາ. ສິ່ງເສດເຫຼືອທີ່ຊຶມເຂົ້າຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງເຊລາມິກທີ່ເຜົາແລ້ວຈະຖືກກຳຈັດອອກໂດຍການແຕະເພື່ອໃຫ້ໄດ້ແຜ່ນເຊລາມິກທີ່ໜາແໜ້ນ, ແລະ ຮູບຮ່າງເດີມຂອງເຊລາມິກຍັງຄົງຢູ່.
ສຸດທ້າຍ, ຂະບວນການເຜົາຜະນຶກປະຕິກິລິຍາໄດ້ຖືກຮັບຮອງເອົາ, ນັ້ນຄື, ຊິລິກອນແຫຼວ ຫຼື ໂລຫະປະສົມຊິລິກອນທີ່ມີກິດຈະກຳປະຕິກິລິຍາຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມສູງ ຈະແຊກຊຶມເຂົ້າໄປໃນແຜ່ນເຊລາມິກທີ່ມີຮູພຸນ ເຊິ່ງມີຄາບອນພາຍໃຕ້ການກະທຳຂອງແຮງ capillary, ແລະ ປະຕິກິລິຍາກັບຄາບອນໃນນັ້ນເພື່ອສ້າງຊິລິກອນຄາໄບ, ເຊິ່ງຈະຂະຫຍາຍປະລິມານ, ແລະ ຮູທີ່ເຫຼືອຈະເຕັມໄປດ້ວຍຊິລິກອນທາດ. ແຜ່ນເຊລາມິກທີ່ມີຮູພຸນສາມາດເປັນວັດສະດຸປະສົມຄາບອນບໍລິສຸດ ຫຼື ຊິລິກອນຄາໄບ/ຄາບອນ. ວັດສະດຸປະສົມໄດ້ມາຈາກການແຂງຕົວ ແລະ ການເຜົາໄໝ້ດ້ວຍຕົວເລັ່ງປະຕິກິລິຍາຕໍ່ເຣຊິນອິນຊີ, ວັດສະດຸປະສົມຮູພຸນ ແລະ ຕົວລະລາຍ. ວັດສະດຸປະສົມໄດ້ມາຈາກການເຜົາໄໝ້ອະນຸພາກຊິລິກອນຄາໄບ/ວັດສະດຸປະສົມທີ່ອີງໃສ່ເຣຊິນ ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ວັດສະດຸປະສົມຊິລິກອນຄາໄບ/ຄາບອນ, ຫຼື ໂດຍການໃຊ້ α-SiC ແລະ ຜົງຄາບອນເປັນວັດສະດຸເລີ່ມຕົ້ນ ແລະ ນຳໃຊ້ຂະບວນການກົດ ຫຼື ການສີດແມ່ພິມເພື່ອໃຫ້ໄດ້ວັດສະດຸປະສົມ.

ການເຜົາໄໝ້ແບບບໍ່ມີຄວາມກົດດັນ

ຂະບວນການເຜົາໄໝ້ແບບບໍ່ມີຄວາມກົດດັນຂອງຊິລິກອນຄາໄບສາມາດແບ່ງອອກເປັນການເຜົາໄໝ້ແບບແຂງ ແລະ ການເຜົາໄໝ້ແບບແຫຼວ. ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ການຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບເຊລາມິກຊິລິກອນຄາໄບທັງພາຍໃນ ແລະ ຕ່າງປະເທດໄດ້ສຸມໃສ່ການເຜົາດ້ວຍທາດແຫຼວເປັນຫຼັກ. ຂະບວນການກະກຽມເຊລາມິກແມ່ນ: ການບົດລູກບານວັດສະດຸປະສົມ -> ການສີດພົ່ນເມັດ -> ການບີບແຫ້ງ -> ການແຂງຕົວຂອງວັດຖຸສີຂຽວ -> ການເຜົາດ້ວຍສູນຍາກາດ.

ຜະລິດຕະພັນຊິລິກອນຄາໄບຣດ໌ທີ່ບໍ່ມີຄວາມກົດດັນ

ຕື່ມຜົງຊິລິກອນຄາໄບ 96-99 ສ່ວນ (50-500nm), ຜົງໂບຣອນຄາໄບ 1-2 ສ່ວນ (50-500nm), 0.2-1 ສ່ວນຂອງນາໂນໄທທານຽມໂບໄຣດ໌ (30-80nm), 10-20 ສ່ວນຂອງເຣຊິນຟີນໍລິກທີ່ລະລາຍໃນນໍ້າ, ແລະ 0.1-0.5 ສ່ວນຂອງສານກະຈາຍປະສິດທິພາບສູງໃສ່ໂຮງສີບານເພື່ອບົດແລະປະສົມເປັນເວລາ 24 ຊົ່ວໂມງ, ແລະເອົານ້ຳຢາປະສົມໃສ່ຖັງປະສົມເພື່ອຄົນເປັນເວລາ 2 ຊົ່ວໂມງເພື່ອເອົາຟອງອາກາດໃນນ້ຳຢາອອກ.
ສ່ວນປະສົມຂ້າງເທິງນີ້ຖືກສີດເຂົ້າໄປໃນຫໍກອງ, ແລະຜົງກອງທີ່ມີຮູບຮ່າງຂອງອະນຸພາກທີ່ດີ, ມີຄວາມຄ່ອງຕົວດີ, ມີລະດັບການແຈກຢາຍອະນຸພາກແຄບ ແລະ ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນປານກາງແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍການຄວບຄຸມຄວາມດັນສີດ, ອຸນຫະພູມທາງເຂົ້າຂອງອາກາດ, ອຸນຫະພູມທາງອອກຂອງອາກາດ ແລະ ຂະໜາດຂອງແຜ່ນສີດ. ການປ່ຽນຄວາມຖີ່ຂອງແຮງเหวี่ยงเหวี่ยงແມ່ນ 26-32, ອຸນຫະພູມທາງເຂົ້າຂອງອາກາດແມ່ນ 250-280℃, ອຸນຫະພູມທາງອອກຂອງອາກາດແມ່ນ 100-120℃, ແລະ ຄວາມດັນທາງເຂົ້າຂອງນໍ້າຢາແມ່ນ 40-60.
ຜົງເກຣນຂ້າງເທິງນີ້ຖືກວາງໄວ້ໃນແມ່ພິມຄາໄບຣຊີມັງເພື່ອກົດເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮູບຮ່າງສີຂຽວ. ວິທີການກົດແມ່ນຄວາມກົດດັນສອງທິດທາງ, ແລະນ້ຳໜັກຄວາມດັນຂອງເຄື່ອງຈັກແມ່ນ 150-200 ໂຕນ.
ຮ່າງກາຍສີຂຽວທີ່ຖືກບີບອັດແລ້ວຈະຖືກເອົາໃສ່ໃນເຕົາອົບເພື່ອອົບແຫ້ງ ແລະ ແຫ້ງເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮ່າງກາຍສີຂຽວທີ່ມີຄວາມແຂງແຮງດີ.
ຮ່າງກາຍສີຂຽວທີ່ປິ່ນປົວແລ້ວຂ້າງເທິງນີ້ຖືກວາງໄວ້ໃນເຕົາແກຣດແລະ ຈັດລຽງຢ່າງໃກ້ຊິດ ແລະ ເປັນລະບຽບຮຽບຮ້ອຍ, ຈາກນັ້ນ, ຖ້ວຍກາໄຟທ໌ທີ່ມີຕົວເຄື່ອງສີຂຽວຈະຖືກວາງໄວ້ໃນເຕົາເຜົາແບບສູນຍາກາດທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງເພື່ອເຜົາ. ອຸນຫະພູມເຜົາແມ່ນ 2200-2250℃, ແລະ ເວລາໃນການກັນຄວາມຮ້ອນແມ່ນ 1-2 ຊົ່ວໂມງ. ສຸດທ້າຍ, ໄດ້ເຊລາມິກຊິລິກອນຄາໄບທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ.

ການເຜົາໄໝ້ແບບແຂງ

ຂະບວນການເຜົາຊິລິກອນຄາໄບແບບບໍ່ມີຄວາມກົດດັນສາມາດແບ່ງອອກເປັນການເຜົາໄລຍະແຂງ ແລະ ການເຜົາໄລຍະແຫຼວ. ການເຜົາໄລຍະແຫຼວຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການເພີ່ມສານເຕີມແຕ່ງເຜົາ, ເຊັ່ນ: ສານເຕີມແຕ່ງ Y2O3 ແບບໄບນາຣີ ແລະ ternary, ເພື່ອເຮັດໃຫ້ SiC ແລະວັດສະດຸປະສົມຂອງມັນມີການເຜົາໄລຍະແຫຼວ ແລະບັນລຸຄວາມໜາແໜ້ນໃນອຸນຫະພູມຕ່ຳ. ວິທີການກະກຽມເຊລາມິກຊິລິກອນຄາໄບແບບເຜົາໄລຍະແຂງປະກອບມີການປະສົມວັດຖຸດິບ, ການສີດພົ່ນ, ການຫລໍ່, ແລະ ການເຜົາສູນຍາກາດ. ຂະບວນການຜະລິດສະເພາະມີດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
70-90% ຂອງຊິລິກອນຄາໄບຣດ໌ α ຊັບໄມຄຣອນ (200-500nm), 0.1-5% ຂອງໂບຣອນຄາໄບຣດ໌, 4-20% ຂອງເຣຊິນ, ແລະ 5-20% ຂອງສານຍຶດຕິດອິນຊີຖືກວາງລົງໃນເຄື່ອງປະສົມ ແລະ ຕື່ມດ້ວຍນ້ຳບໍລິສຸດສຳລັບການປະສົມປຽກ. ຫຼັງຈາກ 6-48 ຊົ່ວໂມງ, ນ້ຳຢາປະສົມຈະຖືກຜ່ານຕະແກງ 60-120 ຕາໜ່າງ;
ນ້ຳຢາທີ່ກອງແລ້ວຈະຖືກກອງຜ່ານຫໍກອງ. ອຸນຫະພູມເຂົ້າຂອງຫໍກອງແມ່ນ 180-260℃, ແລະອຸນຫະພູມອອກແມ່ນ 60-120℃; ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງວັດສະດຸເມັດແມ່ນ 0.85-0.92g/cm3, ຄວາມໄຫຼແມ່ນ 8-11s/30g; ວັດສະດຸເມັດຈະຖືກກອງຜ່ານຕາໜ່າງ 60-120 ເພື່ອໃຊ້ໃນພາຍຫຼັງ.
ເລືອກແມ່ພິມຕາມຮູບຮ່າງຜະລິດຕະພັນທີ່ຕ້ອງການ, ໃສ່ວັດສະດຸທີ່ເປັນເມັດເຂົ້າໄປໃນຊ່ອງແມ່ພິມ, ແລະ ປະຕິບັດການບີບອັດດ້ວຍອຸນຫະພູມຫ້ອງທີ່ຄວາມດັນ 50-200MPa ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮ່າງກາຍສີຂຽວ; ຫຼື ວາງຮ່າງກາຍສີຂຽວຫຼັງຈາກການບີບອັດໃສ່ອຸປະກອນກົດ isostatic, ປະຕິບັດການກົດ isostatic ທີ່ຄວາມດັນ 200-300MPa, ແລະ ໄດ້ຮັບຮ່າງກາຍສີຂຽວຫຼັງຈາກການກົດຄັ້ງທີສອງ;
ເອົາວັດຖຸສີຂຽວທີ່ກຽມໄວ້ໃນຂັ້ນຕອນຂ້າງເທິງນີ້ໃສ່ໃນເຕົາເຜົາສູນຍາກາດເພື່ອເຜົາ, ແລະອັນທີ່ມີຄຸນນະພາບແມ່ນເຊລາມິກຊິລິກອນຄາໄບທີ່ສຳເລັດຮູບ; ໃນຂະບວນການເຜົາຂ້າງເທິງນີ້, ກ່ອນອື່ນໝົດໃຫ້ຍົກເຕົາເຜົາອອກ, ແລະເມື່ອລະດັບສູນຍາກາດຮອດ 3-5 × 10-2 ຫຼັງຈາກ Pa, ອາຍແກັສທີ່ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາຈະຖືກສົ່ງເຂົ້າໄປໃນເຕົາເຜົາໃຫ້ມີຄວາມກົດດັນປົກກະຕິແລະຈາກນັ້ນໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ. ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງອຸນຫະພູມຄວາມຮ້ອນແລະເວລາແມ່ນ: ອຸນຫະພູມຫ້ອງເຖິງ 800 ℃, 5-8 ຊົ່ວໂມງ, ຮັກສາຄວາມຮ້ອນເປັນເວລາ 0.5-1 ຊົ່ວໂມງ, ຈາກ 800 ℃ ຫາ 2000-2300 ℃, 6-9 ຊົ່ວໂມງ, ຮັກສາຄວາມຮ້ອນເປັນເວລາ 1 ຫາ 2 ຊົ່ວໂມງ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຮັດໃຫ້ເຢັນດ້ວຍເຕົາແລະຫຼຸດລົງເຖິງອຸນຫະພູມຫ້ອງ.

ໂຄງສ້າງຈຸລະພາກ ແລະ ຂອບເຂດຂອງເມັດພືດຂອງຊິລິກອນຄາໄບທີ່ຖືກເຜົາໄໝ້ທີ່ຄວາມດັນປົກກະຕິ

ສະຫຼຸບແລ້ວ, ເຊລາມິກທີ່ຜະລິດໂດຍຂະບວນການເຜົາໄໝ້ດ້ວຍຄວາມຮ້ອນມີປະສິດທິພາບດີກວ່າ, ແຕ່ຕົ້ນທຶນການຜະລິດກໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ; ເຊລາມິກທີ່ກະກຽມໂດຍການເຜົາໄໝ້ແບບບໍ່ມີຄວາມກົດດັນມີຄວາມຕ້ອງການວັດຖຸດິບສູງກວ່າ, ອຸນຫະພູມເຜົາໄໝ້ສູງ, ການປ່ຽນແປງຂະໜາດຜະລິດຕະພັນໃຫຍ່, ຂະບວນການທີ່ສັບສົນ ແລະ ປະສິດທິພາບຕ່ຳ; ຜະລິດຕະພັນເຊລາມິກທີ່ຜະລິດໂດຍຂະບວນການເຜົາໄໝ້ປະຕິກິລິຍາມີຄວາມໜາແໜ້ນສູງ, ປະສິດທິພາບຕ້ານລູກປືນທີ່ດີ, ແລະ ຕົ້ນທຶນການກະກຽມທີ່ຂ້ອນຂ້າງຕ່ຳ. ຂະບວນການກະກຽມການເຜົາໄໝ້ຕ່າງໆຂອງເຊລາມິກຊິລິກອນຄາໄບດ໌ມີຂໍ້ດີ ແລະ ຂໍ້ເສຍຂອງຕົນເອງ, ແລະ ສະຖານະການການນຳໃຊ້ກໍ່ຈະແຕກຕ່າງກັນ. ມັນເປັນນະໂຍບາຍທີ່ດີທີ່ສຸດທີ່ຈະເລືອກວິທີການກະກຽມທີ່ຖືກຕ້ອງຕາມຜະລິດຕະພັນ ແລະ ຊອກຫາຄວາມສົມດຸນລະຫວ່າງຕົ້ນທຶນຕ່ຳ ແລະ ປະສິດທິພາບສູງ.