എന്തുകൊണ്ടാണ് SiC-പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളുകൾ സ്ഥിരതയുള്ള ബഹുജന ഉൽപ്പാദനം നിർണ്ണയിക്കുന്നത്?

SiC ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ ഉൽ‌പാദന ലൈനുകളിൽ, പല എഞ്ചിനീയർമാരും ഹോട്ട്-സോൺ ഡിസൈൻ, താപനില നിയന്ത്രണ വളവുകൾ, പൊടി രൂപീകരണം എന്നിവയിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും വിളവ് ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, മൂലകാരണം പലപ്പോഴും അതേ ഘടകത്തിലേക്ക് - ക്രൂസിബിളിലേക്ക് - തിരിയുന്നു. ഇത് പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നില്ല, കറങ്ങുന്നില്ല, കൂടാതെ ഡ്രോയിംഗുകളിൽ ഒരു "കോർ പാരാമീറ്റർ" ആയി കാണിക്കുന്നില്ല. എന്നാൽ ഒരു പാളി ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് അടർന്നു വീഴുകയോ, തെറ്റായ സ്ഥലത്ത് ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ രൂപം കൊള്ളുകയോ, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു മൂലയിൽ നിന്ന് അൽപ്പം കൂടുതൽ കാർബൺ പുറത്തേക്ക് ഒഴുകുകയോ ചെയ്താൽ, മുഴുവൻ ബൗളിലുടനീളമുള്ള തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന വൈകല്യങ്ങൾ ഒരു കാര്യം വ്യക്തമാക്കുന്നു: ഈ ഘടകം ഒരു പിന്തുണയ്ക്കുന്ന റോളിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയാണ്.

വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന സാന്നിധ്യംSiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളുകൾസെമികണ്ടക്ടർ ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രോത്ത് ഫർണസുകളിൽ ലളിതമായ ഒരു വിശദീകരണമുണ്ട്: വളർച്ചാ മേഖലയിലെ താപനില, അന്തരീക്ഷം, മെറ്റീരിയൽ ഗതാഗത തീവ്രത എന്നിവ മെറ്റീരിയൽ പ്രകടനത്തിന്റെ പരിധികൾ ഉയർത്തുന്നു. താപ പ്രതിരോധം, യന്ത്രക്ഷമത, താപ കൈമാറ്റം എന്നിവയുടെ കാര്യത്തിൽ ഗ്രാഫൈറ്റ് മികച്ചതാണ് - പക്ഷേ അതിന് അതിന്റേതായ സ്വഭാവമുണ്ട്: ബാഷ്പീകരണം, പ്രവേശനക്ഷമത., നീരാവി സ്പീഷീസുകളുമായോ മാലിന്യങ്ങളുമായോ ഉള്ള രാസപ്രവർത്തനം, പൊടിക്കലിനും കണികകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുമുള്ള ഒഴിവാക്കാനാവാത്ത അപകടസാധ്യതകൾ. കൃത്യമായി ഈ വേദനാ പോയിന്റുകൾക്കെതിരെ SiC കോട്ടിംഗ് ഒരു ഹാർഡ് ബാരിയറായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളുകളിൽ എന്തിനാണ് SiC കോട്ടിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്?

മൂന്ന് പ്രധാന കാരണങ്ങൾ:

1. കാർബൺ ബാഷ്പീകരണവും പ്രതിപ്രവർത്തനവും കുറയ്ക്കുക

ഉയർന്ന താപനിലയിൽ, നിഷ്ക്രിയ വാതകത്തിനു കീഴിലും ഗ്രാഫൈറ്റ് സപ്ലൈമേറ്റ് ചെയ്യാൻ തുടങ്ങുന്നു. പുറത്തുവിടുന്ന കാർബൺ പിവിടി വളർച്ചയുടെ സമയത്ത് നീരാവി ഘട്ട രസതന്ത്രത്തിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്നു, ഇത് നിക്ഷേപണ ചലനാത്മകതയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും വൈകല്യ രൂപീകരണത്തെയോ അസ്ഥിരമായ വളർച്ചാ ഓറിയന്റേഷനുകളെയോ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

2. മലിനീകരണ സ്രോതസ്സുകൾ പരിമിതപ്പെടുത്തുക

ഐസോസ്റ്റാറ്റിക് ആയി അമർത്തിയ ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റിൽ പോലും സൂക്ഷ്മ സുഷിരങ്ങളും നീരാവി മുൻഗാമികൾ, ഉപോൽപ്പന്നങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ ഈർപ്പം പോലുള്ള സ്പീഷിസുകളെ ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള അന്തർലീനമായ പ്രവണതയുമുണ്ട്. ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ ഇവ പിന്നീട് പുറത്തുവിടാം, ഇത് ക്രിസ്റ്റൽ പരിശുദ്ധിയെ ബാധിക്കുന്നു. ഒരു SiC കോട്ടിംഗ് സുഷിരങ്ങൾ അടയ്ക്കുകയും പരിസ്ഥിതി ശുചിത്വം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

3. ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും സ്പാലേഷൻ തടയുകയും ചെയ്യുക

ഒന്നിലധികം തവണ ഗ്രാഫൈറ്റ് പ്രയോഗിച്ചാൽ, പ്രതലങ്ങൾ ജീർണതയ്ക്ക് വിധേയമാകും: പൊടിക്കൽ, അടർന്നു വീഴൽ, മൈക്രോക്രാക്കിംഗ്, മെറ്റീരിയൽ ഹാംഗ്-അപ്പ്. ഇവ കണിക മലിനീകരണത്തിനും വിളവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു. ശക്തമായ ഒരു SiC കോട്ടിംഗ് അത്തരം പരാജയ സംവിധാനങ്ങളെ ഗണ്യമായി വൈകിപ്പിക്കും, ഇത് ഉപരിതല സമഗ്രതയും വിശ്വാസ്യതയും നിലനിർത്തുന്നു.

ക്രൂസിബിൾ വിശ്വാസ്യത നിർണ്ണയിക്കുന്നത് കോട്ടിംഗ് പ്രോസസ് കൺട്രോൾ ആണ്.

മുഖ്യധാരാ പൂശൽ രീതി സിവിഡിപോളിക്രിസ്റ്റലിൻ SiC യുടെ (രാസ നീരാവി നിക്ഷേപം). ഇത് പക്വവും താപപരമായി സ്ഥിരതയുള്ളതുമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു കോട്ടിംഗ് മാത്രം പോരാ - ഫീൽഡ് പ്രകടനത്തിലെ യഥാർത്ഥ വ്യത്യാസം ഇനിപ്പറയുന്നതുപോലുള്ള സൂക്ഷ്മ വിശദാംശങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു:

● കോട്ടിംഗിന്റെ കനം ഏകീകൃതത

സങ്കീർണ്ണമായ ക്രൂസിബിൾ ജ്യാമിതികൾ - പടികൾ, ചാലുകൾ, ഫില്ലറ്റുകൾ - നിഴൽ അല്ലെങ്കിൽ താഴ്ന്ന നിക്ഷേപ പ്രദേശങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അവിടെ കോട്ടിംഗ് കനം സ്പെക്കിന് താഴെയാകാം. ഈ നേർത്ത മേഖലകൾ താപ സമ്മർദ്ദത്തിൽ ആദ്യം വിഘടിക്കുന്നു.

പരിഹാരം:സങ്കീർണ്ണമായ ഭാഗങ്ങളിൽ പോലും ഏകീകൃത കവറേജ് ഉറപ്പാക്കാൻ കോട്ടിംഗ് വിതരണക്കാരന് കൃത്യമായ 3D ഫ്ലോ-ഫീൽഡ് നിയന്ത്രണവും ഡൈനാമിക് റൊട്ടേഷൻ സംവിധാനങ്ങളും ഉണ്ടായിരിക്കണം.

● കോട്ടിംഗ് സാന്ദ്രതയും പിൻഹോൾ ഒഴിവാക്കലും

CVD പാരാമീറ്ററുകൾ (താപനില ഗ്രേഡിയന്റുകൾ, വാതക അനുപാതങ്ങൾ, താമസ സമയം) കർശനമായി നിയന്ത്രിച്ചില്ലെങ്കിൽ, സൂക്ഷ്മമായ പിൻഹോളുകൾ രൂപപ്പെട്ടേക്കാം. കാർബൺ രക്ഷപ്പെടുകയും പ്രാദേശികമായി നാശമുണ്ടാകുകയും ചെയ്യുന്നതിനാൽ ഇവ പരാജയ പ്രാരംഭ പോയിന്റുകളായി മാറുന്നു.

കണ്ടെത്തൽ:അടിസ്ഥാന കനവും ദൃശ്യ പരിശോധനയും പര്യാപ്തമല്ല. മറഞ്ഞിരിക്കുന്ന പോറോസിറ്റി കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഒന്നിലധികം താപ ചക്രങ്ങളിലുടനീളം ഹീലിയം ലീക്ക് ടെസ്റ്റുകളോ അവശിഷ്ട ഭാരം കുറയ്ക്കൽ പരിശോധനയോ ഉപയോഗിക്കുക.

● പശ ശക്തിയും താപ സമ്മർദ്ദ പ്രതിരോധവും

SiC യ്ക്കും ഗ്രാഫൈറ്റിനും വ്യത്യസ്ത താപ വികാസ ഗുണകങ്ങളുണ്ട്. കോട്ടിംഗിലെ അവശിഷ്ട സമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കുന്നില്ലെങ്കിൽ, അല്ലെങ്കിൽ ഉപരിതല പരുക്കൻ/പ്രീ-ട്രീറ്റ്മെന്റ് അപര്യാപ്തമാണെങ്കിൽ, താപ സൈക്ലിംഗ് സമയത്ത് ഡീലാമിനേഷൻ സംഭവിക്കാം.

മികച്ച രീതികൾ:കോട്ടിംഗ് നടത്തുന്നതിന് മുമ്പ് ഗ്രിറ്റ്-ബ്ലാസ്റ്റും അൾട്രാസോണിക് ക്ലീനിംഗും പരിശോധിക്കുക, യഥാർത്ഥ ഫർണസ് സൈക്ലിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് താപ സമ്മർദ്ദ സഹിഷ്ണുത സാധൂകരിക്കുക.

സാധാരണ പരാജയ മോഡുകളും അവയുടെ ക്രിസ്റ്റൽ ആഘാതവും

ഉൽ‌പാദനത്തിൽ, ക്രൂസിബിൾ ഒരിക്കൽ പരാജയപ്പെട്ടാൽ, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ആഘാതം പലപ്പോഴും കുറച്ച് പി‌പി‌എം മാത്രമല്ല, പൂർണ്ണമായ ബാച്ച് നഷ്ടവും നിരവധി ആഴ്ചകളുടെ ശേഷി തടസ്സവുമാണ്. ഇത് വെറുമൊരു മെറ്റീരിയൽ പ്രശ്‌നമല്ല - ഇത് ഒരു സിസ്റ്റം സ്ഥിരത പ്രശ്‌നമാണ്.