Terhablur semulaseramik silikon karbida (RSiC)adalah sebuahbahan seramik berprestasi tinggiDisebabkan oleh rintangan suhu tinggi yang sangat baik, rintangan pengoksidaan, rintangan kakisan dan kekerasan yang tinggi, ia telah digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang, seperti pembuatan semikonduktor, industri fotovoltaik, relau suhu tinggi dan peralatan kimia. Dengan peningkatan permintaan untuk bahan berprestasi tinggi dalam industri moden, penyelidikan dan pembangunan seramik silikon karbida terhablur semula semakin mendalam.
1. Teknologi penyediaanseramik silikon karbida yang dikristalisasi semula
Teknologi penyediaan penghabluran semulaseramik silikon karbidaTerutamanya merangkumi dua kaedah: pensinteran serbuk dan pemendapan wap (CVD). Antaranya, kaedah pensinteran serbuk adalah untuk mensinteran serbuk silikon karbida di bawah persekitaran suhu tinggi supaya zarah silikon karbida membentuk struktur padat melalui resapan dan penghabluran semula antara butiran. Kaedah pemendapan wap adalah untuk memendapkan silikon karbida pada permukaan substrat melalui tindak balas wap kimia pada suhu tinggi, sekali gus membentuk filem silikon karbida atau bahagian struktur berketulenan tinggi. Kedua-dua teknologi ini mempunyai kelebihan tersendiri. Kaedah pensinteran serbuk sesuai untuk pengeluaran berskala besar dan mempunyai kos yang rendah, manakala kaedah pemendapan wap boleh memberikan ketulenan yang lebih tinggi dan struktur yang lebih padat, dan digunakan secara meluas dalam bidang semikonduktor.
2. Sifat bahan bagiseramik silikon karbida yang dikristalisasi semula
Ciri-ciri cemerlang seramik silikon karbida terhablur semula ialah prestasi cemerlangnya dalam persekitaran suhu tinggi. Takat lebur bahan ini setinggi 2700°C, dan ia mempunyai kekuatan mekanikal yang baik pada suhu tinggi. Di samping itu, silikon karbida terhablur semula juga mempunyai rintangan pengoksidaan dan kakisan yang sangat baik, dan boleh kekal stabil dalam persekitaran kimia yang ekstrem. Oleh itu, seramik RSiC telah digunakan secara meluas dalam bidang relau suhu tinggi, bahan refraktori suhu tinggi, dan peralatan kimia.
Di samping itu, silikon karbida yang dikristalisasi semula mempunyai kekonduksian terma yang tinggi dan boleh mengalirkan haba dengan berkesan, yang menjadikannya mempunyai nilai aplikasi yang penting dalamReaktor MOCVDdan peralatan rawatan haba dalam pembuatan wafer semikonduktor. Kekonduksian terma dan rintangan kejutan terma yang tinggi memastikan operasi peralatan yang andal di bawah keadaan yang melampau.
3. Medan aplikasi seramik silikon karbida yang dikristalisasi semula
Pembuatan semikonduktor: Dalam industri semikonduktor, seramik silikon karbida terhablur semula digunakan untuk mengeluarkan substrat dan sokongan dalam reaktor MOCVD. Disebabkan oleh rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan dan kekonduksian terma yang tinggi, bahan RSiC boleh mengekalkan prestasi yang stabil dalam persekitaran tindak balas kimia yang kompleks, memastikan kualiti dan hasil wafer semikonduktor.
Industri fotovoltaik: Dalam industri fotovoltaik, RSiC digunakan untuk mengeluarkan struktur sokongan peralatan pertumbuhan kristal. Memandangkan pertumbuhan kristal perlu dijalankan pada suhu tinggi semasa proses pembuatan sel fotovoltaik, rintangan haba silikon karbida yang dikristalisasi semula memastikan operasi peralatan yang stabil dalam jangka masa panjang.
Relau suhu tinggi: Seramik RSiC juga digunakan secara meluas dalam relau suhu tinggi, seperti lapisan dan komponen relau vakum, relau lebur dan peralatan lain. Rintangan kejutan haba dan rintangan pengoksidaannya menjadikannya salah satu bahan yang tidak boleh digantikan dalam industri suhu tinggi.
4. Arah penyelidikan seramik silikon karbida yang dikristalisasi semula
Dengan permintaan yang semakin meningkat untuk bahan berprestasi tinggi, hala tuju penyelidikan seramik silikon karbida terhablur semula secara beransur-ansur menjadi jelas. Penyelidikan masa hadapan akan memberi tumpuan kepada aspek berikut:
Meningkatkan ketulenan bahan: Bagi memenuhi keperluan ketulenan yang lebih tinggi dalam bidang semikonduktor dan fotovoltaik, para penyelidik sedang meneroka cara untuk meningkatkan ketulenan RSiC dengan menambah baik teknologi pemendapan wap atau memperkenalkan bahan mentah baharu, sekali gus meningkatkan nilai aplikasinya dalam bidang berteknologi tinggi ini.
Mengoptimumkan mikrostruktur: Dengan mengawal keadaan pensinteran dan taburan zarah serbuk, mikrostruktur silikon karbida yang dikristalisasi semula boleh dioptimumkan lagi, sekali gus meningkatkan sifat mekanikal dan rintangan kejutan habanya.
Bahan komposit berfungsi: Untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran penggunaan yang lebih kompleks, para penyelidik cuba menggabungkan RSiC dengan bahan lain untuk membangunkan bahan komposit dengan sifat pelbagai fungsi, seperti bahan komposit berasaskan silikon karbida yang dikhablur semula dengan rintangan haus dan kekonduksian elektrik yang lebih tinggi.
5. Kesimpulan
Sebagai bahan berprestasi tinggi, seramik silikon karbida terhablur semula telah digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang kerana sifatnya yang sangat baik dalam suhu tinggi, rintangan pengoksidaan dan rintangan kakisan. Penyelidikan masa depan akan memberi tumpuan kepada peningkatan ketulenan bahan, mengoptimumkan mikrostruktur dan membangunkan bahan berfungsi komposit untuk memenuhi keperluan industri yang semakin meningkat. Melalui inovasi teknologi ini, seramik silikon karbida terhablur semula dijangka memainkan peranan yang lebih besar dalam bidang berteknologi tinggi.
Masa siaran: 24 Okt-2024