Perkristalizuotassilicio karbido (RSiC) keramikayraaukštos kokybės keraminė medžiagaDėl puikaus atsparumo aukštai temperatūrai, oksidacijai, korozijai ir didelio kietumo jis buvo plačiai naudojamas daugelyje sričių, pavyzdžiui, puslaidininkių gamyboje, fotovoltinėje pramonėje, aukštos temperatūros krosnyse ir chemijos įrangoje. Didėjant didelio našumo medžiagų paklausai šiuolaikinėje pramonėje, gilėja rekristalizuotos silicio karbido keramikos tyrimai ir plėtra.
1. Paruošimo technologijarekristalizuota silicio karbido keramika
Rekristalintų medžiagų paruošimo technologijasilicio karbido keramikadaugiausia apima du metodus: miltelių sukepinimą ir garų nusodinimą (CVD). Miltelių sukepinimo metodas yra silicio karbido miltelių sukepinimas aukštoje temperatūroje, kad silicio karbido dalelės difuzijos ir rekristalizacijos tarp grūdelių būdu sudarytų tankią struktūrą. Garų nusodinimo metodas yra silicio karbido nusodinimas ant pagrindo paviršiaus cheminės garų reakcijos būdu aukštoje temperatūroje, taip suformuojant labai gryną silicio karbido plėvelę arba konstrukcines dalis. Šios dvi technologijos turi savų privalumų. Miltelių sukepinimo metodas tinka didelio masto gamybai ir yra pigesnis, o garų nusodinimo metodas gali užtikrinti didesnį grynumą ir tankesnę struktūrą, todėl yra plačiai naudojamas puslaidininkių srityje.
2. Medžiagų savybėsrekristalizuota silicio karbido keramika
Išskirtinė rekristalizuotos silicio karbido keramikos savybė yra puikus jos veikimas aukštoje temperatūroje. Šios medžiagos lydymosi temperatūra siekia net 2700 °C, o mechaninis stiprumas aukštoje temperatūroje yra geras. Be to, rekristalizuotos silicio karbido keramika pasižymi puikiu atsparumu oksidacijai ir korozijai, išliks stabili ekstremalioje cheminėje aplinkoje. Todėl RSiC keramika plačiai naudojama aukštos temperatūros krosnyse, aukštos temperatūros ugniai atspariose medžiagose ir chemijos įrangoje.
Be to, rekristalizuotas silicio karbidas pasižymi dideliu šilumos laidumu ir gali efektyviai praleisti šilumą, todėl jis turi svarbią taikymo vertęMOCVD reaktoriaiir terminio apdorojimo įranga puslaidininkinių plokštelių gamyboje. Dėl didelio šilumos laidumo ir atsparumo terminiam smūgiui užtikrinamas patikimas įrangos veikimas ekstremaliomis sąlygomis.
3. Rekristalizuotos silicio karbido keramikos taikymo sritys
Puslaidininkių gamyba: Puslaidininkių pramonėje rekristalizuota silicio karbido keramika naudojama MOCVD reaktorių substratams ir atramoms gaminti. Dėl savo atsparumo aukštai temperatūrai, atsparumo korozijai ir didelio šilumos laidumo RSiC medžiagos gali išlaikyti stabilų veikimą sudėtingose cheminių reakcijų aplinkose, užtikrindamos puslaidininkinių plokštelių kokybę ir išeigą.
Fotovoltinė pramonė: Fotovoltinėje pramonėje RSiC naudojamas kristalų auginimo įrangos atraminėms konstrukcijoms gaminti. Kadangi fotovoltinių elementų gamybos procese kristalų auginimas turi būti atliekamas aukštoje temperatūroje, rekristalizuoto silicio karbido atsparumas karščiui užtikrina ilgalaikį stabilų įrangos veikimą.
Aukštos temperatūros krosnys: RSiC keramika taip pat plačiai naudojama aukštos temperatūros krosnyse, tokiose kaip vakuuminių krosnių, lydymo krosnių ir kitos įrangos pamušalai ir komponentai. Dėl atsparumo terminiam smūgiui ir oksidacijai ji yra viena iš nepakeičiamų medžiagų aukštos temperatūros pramonėje.
4. Rekristalizuotos silicio karbido keramikos tyrimų kryptis
Augant didelio našumo medžiagų paklausai, pamažu aiški tapo rekristalinės silicio karbido keramikos tyrimų kryptis. Būsimi tyrimai bus sutelkti į šiuos aspektus:
Medžiagų grynumo gerinimas: Siekdami patenkinti aukštesnius grynumo reikalavimus puslaidininkių ir fotovoltinių elementų srityse, tyrėjai ieško būdų, kaip pagerinti RSiC grynumą, tobulindami garų nusodinimo technologiją arba įvesdami naujas žaliavas, taip padidindami jo taikymo vertę šiose aukštųjų technologijų srityse.
Mikrostruktūros optimizavimas: kontroliuojant sukepinimo sąlygas ir miltelių dalelių pasiskirstymą, galima dar labiau optimizuoti rekristalizuoto silicio karbido mikrostruktūrą, taip pagerinant jo mechanines savybes ir atsparumą terminiam smūgiui.
Funkcinės kompozicinės medžiagos: Siekdami prisitaikyti prie sudėtingesnių naudojimo aplinkų, tyrėjai bando derinti RSiC su kitomis medžiagomis, kad sukurtų daugiafunkcines savybes turinčias kompozicines medžiagas, tokias kaip rekristalizuotas silicio karbido pagrindo kompozicines medžiagas, pasižyminčias didesniu atsparumu dilimui ir elektriniu laidumu.
5. Išvada
Kaip didelio našumo medžiaga, rekristalizuota silicio karbido keramika plačiai naudojama daugelyje sričių dėl puikių savybių aukštoje temperatūroje, atsparumo oksidacijai ir korozijai. Būsimi tyrimai bus skirti medžiagų grynumo gerinimui, mikrostruktūros optimizavimui ir kompozicinių funkcinių medžiagų kūrimui, siekiant patenkinti augančius pramonės poreikius. Tikimasi, kad dėl šių technologinių inovacijų rekristalizuota silicio karbido keramika atliks didesnį vaidmenį daugiau aukštųjų technologijų srityse.
Įrašo laikas: 2024 m. spalio 24 d.