Rekristalizētas silīcija karbīda keramikas pētījuma statuss

Pārkristalizētssilīcija karbīda (RSiC) keramikair aaugstas veiktspējas keramikas materiālsPateicoties izcilai izturībai pret augstu temperatūru, oksidēšanās izturībai, korozijas izturībai un augstajai cietībai, to plaši izmanto daudzās jomās, piemēram, pusvadītāju ražošanā, fotoelektriskajā rūpniecībā, augstas temperatūras krāsnīs un ķīmiskajās iekārtās. Pieaugot pieprasījumam pēc augstas veiktspējas materiāliem mūsdienu rūpniecībā, padziļinās rekristalizētas silīcija karbīda keramikas pētniecība un attīstība.

1. Sagatavošanas tehnoloģijapārkristalizēta silīcija karbīda keramika

Rekristalizētā produkta sagatavošanas tehnoloģijasilīcija karbīda keramikagalvenokārt ietver divas metodes: pulvera sintēzes un tvaiku pārklāšanas (CVD). Starp tām pulvera sintēzes metode ir silīcija karbīda pulvera sintēze augstas temperatūras vidē, lai silīcija karbīda daļiņas veidotu blīvu struktūru, izmantojot difūziju un pārkristalizāciju starp graudiem. Tvaiku pārklāšanas metode ir silīcija karbīda nogulsnēšana uz substrāta virsmas, izmantojot ķīmisku tvaiku reakciju augstā temperatūrā, tādējādi veidojot augstas tīrības pakāpes silīcija karbīda plēvi vai konstrukcijas daļas. Šīm divām tehnoloģijām ir savas priekšrocības. Pulvera sintēzes metode ir piemērota liela mēroga ražošanai un tai ir zemas izmaksas, savukārt tvaiku pārklāšanas metode var nodrošināt augstāku tīrību un blīvāku struktūru, un to plaši izmanto pusvadītāju jomā.

2. Materiālās īpašībaspārkristalizēta silīcija karbīda keramika

Rekristalizētas silīcija karbīda keramikas izcilā īpašība ir tās lieliskā veiktspēja augstas temperatūras vidē. Šī materiāla kušanas temperatūra sasniedz pat 2700 °C, un tam ir laba mehāniskā izturība augstā temperatūrā. Turklāt rekristalizētam silīcija karbīdam ir arī lieliska oksidēšanās un korozijas izturība, un tas var saglabāt stabilitāti ekstremālās ķīmiskās vidēs. Tāpēc RSiC keramika ir plaši izmantota augstas temperatūras krāsnīs, augstas temperatūras ugunsizturīgos materiālos un ķīmiskajās iekārtās.

Turklāt pārkristalizētam silīcija karbīdam ir augsta siltumvadītspēja un tas var efektīvi vadīt siltumu, kas padara to par nozīmīgu pielietojuma vērtībuMOCVD reaktoriun termiskās apstrādes iekārtas pusvadītāju vafeļu ražošanā. Tā augstā siltumvadītspēja un termiskā trieciena izturība nodrošina iekārtu drošu darbību ekstremālos apstākļos.

3. Rekristalizētas silīcija karbīda keramikas pielietojuma jomas

Pusvadītāju ražošana: Pusvadītāju rūpniecībā pārkristalizēta silīcija karbīda keramika tiek izmantota substrātu un balstu ražošanai MOCVD reaktoros. Pateicoties augstajai temperatūras izturībai, izturībai pret koroziju un augstajai siltumvadītspējai, RSiC materiāli var saglabāt stabilu veiktspēju sarežģītās ķīmiskās reakcijas vidēs, nodrošinot pusvadītāju plākšņu kvalitāti un ražību.

Fotoelektriskā rūpniecība: Fotoelektriskajā rūpniecībā RSiC tiek izmantots kristālu audzēšanas iekārtu atbalsta konstrukciju ražošanai. Tā kā fotoelektrisko elementu ražošanas procesā kristālu audzēšana jāveic augstā temperatūrā, rekristalizētā silīcija karbīda karstumizturība nodrošina iekārtu ilgtermiņa stabilu darbību.

Augstas temperatūras krāsnis: RSiC keramika tiek plaši izmantota arī augstas temperatūras krāsnīs, piemēram, vakuuma krāšņu, kausēšanas krāšņu un citu iekārtu oderējumā un sastāvdaļās. Tās termiskā trieciena izturība un oksidēšanās izturība padara to par vienu no neaizstājamajiem materiāliem augstas temperatūras rūpniecībā.

4. Rekristalizētas silīcija karbīda keramikas pētījumu virziens

Pieaugot pieprasījumam pēc augstas veiktspējas materiāliem, pakāpeniski ir kļuvis skaidrs rekristalizētas silīcija karbīda keramikas pētījumu virziens. Turpmākie pētījumi būs vērsti uz šādiem aspektiem:

Materiālu tīrības uzlabošana: Lai izpildītu augstākas tīrības prasības pusvadītāju un fotoelektrisko elementu jomā, pētnieki pēta veidus, kā uzlabot RSiC tīrību, uzlabojot tvaiku uzklāšanas tehnoloģiju vai ieviešot jaunas izejvielas, tādējādi palielinot tā pielietojuma vērtību šajās augsto tehnoloģiju jomās.

Mikrostruktūras optimizēšana: kontrolējot saķepināšanas apstākļus un pulvera daļiņu sadalījumu, var vēl vairāk optimizēt rekristalizētā silīcija karbīda mikrostruktūru, tādējādi uzlabojot tā mehāniskās īpašības un termisko triecienu izturību.

Funkcionālie kompozītmateriāli: Lai pielāgotos sarežģītākām lietošanas vidēm, pētnieki cenšas apvienot RSiC ar citiem materiāliem, lai izstrādātu kompozītmateriālus ar daudzfunkcionālām īpašībām, piemēram, uz rekristalizēta silīcija karbīda bāzes izgatavotus kompozītmateriālus ar augstāku nodilumizturību un elektrovadītspēju.

5. Secinājums

Kā augstas veiktspējas materiāls, rekristalizēta silīcija karbīda keramika ir plaši izmantota daudzās jomās, pateicoties tās lieliskajām īpašībām augstā temperatūrā, oksidēšanās izturībai un korozijas izturībai. Turpmākie pētījumi būs vērsti uz materiāla tīrības uzlabošanu, mikrostruktūras optimizēšanu un kompozītmateriālu funkcionālo materiālu izstrādi, lai apmierinātu pieaugošās rūpniecības vajadzības. Pateicoties šīm tehnoloģiskajām inovācijām, paredzams, ka rekristalizētai silīcija karbīda keramikai būs lielāka loma augsto tehnoloģiju jomās.