Rekrystallisertsilisiumkarbid (RSiC) keramikker enhøytytende keramisk materialePå grunn av sin utmerkede høytemperaturmotstand, oksidasjonsmotstand, korrosjonsmotstand og høye hardhet, har den blitt mye brukt på mange felt, som halvlederproduksjon, solcelleindustrien, høytemperaturovner og kjemisk utstyr. Med den økende etterspørselen etter høyytelsesmaterialer i moderne industri, fordypes forskningen og utviklingen av omkrystallisert silisiumkarbidkeramikk.
1. Tilberedningsteknologi foromkrystallisert silisiumkarbidkeramikk
Fremstillingsteknologien for omkrystallisertsilisiumkarbidkeramikkomfatter hovedsakelig to metoder: pulversintring og dampavsetning (CVD). Blant disse er pulversintringsmetoden å sintre silisiumkarbidpulver under høytemperaturmiljøer slik at silisiumkarbidpartiklene danner en tett struktur gjennom diffusjon og omkrystallisering mellom kornene. Dampavsetningsmetoden er å avsette silisiumkarbid på overflaten av substratet gjennom en kjemisk dampreaksjon ved høy temperatur, og dermed danne en silisiumkarbidfilm eller strukturelle deler med høy renhet. Disse to teknologiene har sine egne fordeler. Pulversintringsmetoden er egnet for storskala produksjon og har lave kostnader, mens dampavsetningsmetoden kan gi høyere renhet og tettere struktur, og er mye brukt innen halvlederfeltet.
2. Materialegenskaper tilomkrystallisert silisiumkarbidkeramikk
Den enestående egenskapen til omkrystallisert silisiumkarbidkeramikk er dens utmerkede ytelse i høytemperaturmiljøer. Smeltepunktet til dette materialet er så høyt som 2700 °C, og det har god mekanisk styrke ved høye temperaturer. I tillegg har omkrystallisert silisiumkarbid også utmerket oksidasjonsmotstand og korrosjonsmotstand, og kan forbli stabilt i ekstreme kjemiske miljøer. Derfor har RSiC-keramikk blitt mye brukt innen høytemperaturovner, høytemperatur ildfaste materialer og kjemisk utstyr.
I tillegg har omkrystallisert silisiumkarbid høy varmeledningsevne og kan effektivt lede varme, noe som gjør det til en viktig anvendelsesverdi iMOCVD-reaktorerog varmebehandlingsutstyr i produksjon av halvlederskiver. Den høye varmeledningsevnen og motstanden mot termisk sjokk sikrer pålitelig drift av utstyret under ekstreme forhold.
3. Bruksområder for omkrystallisert silisiumkarbidkeramikk
Halvlederproduksjon: I halvlederindustrien brukes omkrystallisert silisiumkarbidkeramikk til å produsere substrater og støtter i MOCVD-reaktorer. På grunn av sin høye temperaturbestandighet, korrosjonsbestandighet og høye varmeledningsevne kan RSiC-materialer opprettholde stabil ytelse i komplekse kjemiske reaksjonsmiljøer, noe som sikrer kvaliteten og utbyttet til halvlederskiver.
Fotovoltaisk industri: I fotovoltaisk industri brukes RSiC til å produsere støttestrukturen til krystallvekstutstyr. Siden krystallvekst må utføres ved høy temperatur under produksjonsprosessen av fotovoltaiske celler, sikrer varmebestandigheten til omkrystallisert silisiumkarbid langsiktig stabil drift av utstyret.
Høytemperaturovner: RSiC-keramikk er også mye brukt i høytemperaturovner, som foringer og komponenter i vakuumovner, smelteovner og annet utstyr. Dens termiske sjokkmotstand og oksidasjonsmotstand gjør det til et av de uerstattelige materialene i høytemperaturindustrier.
4. Forskningsretning for omkrystallisert silisiumkarbidkeramikk
Med den økende etterspørselen etter høytytende materialer har forskningsretningen for omkrystallisert silisiumkarbidkeramikk gradvis blitt tydelig. Fremtidig forskning vil fokusere på følgende aspekter:
Forbedring av materialrenhet: For å møte høyere renhetskrav innen halvleder- og solcellefeltene, utforsker forskere måter å forbedre renheten til RSiC ved å forbedre dampavsetningsteknologien eller introdusere nye råvarer, og dermed øke bruksverdien innen disse høyteknologiske feltene.
Optimalisering av mikrostruktur: Ved å kontrollere sintringsforholdene og fordelingen av pulverpartikler, kan mikrostrukturen til omkrystallisert silisiumkarbid optimaliseres ytterligere, og dermed forbedres dens mekaniske egenskaper og termiske sjokkmotstand.
Funksjonelle komposittmaterialer: For å tilpasse seg mer komplekse bruksmiljøer, prøver forskere å kombinere RSiC med andre materialer for å utvikle komposittmaterialer med multifunksjonelle egenskaper, som for eksempel omkrystalliserte silisiumkarbidbaserte komposittmaterialer med høyere slitestyrke og elektrisk ledningsevne.
5. Konklusjon
Som et høyytelsesmateriale har rekrystallisert silisiumkarbidkeramikk blitt mye brukt på mange felt på grunn av deres utmerkede egenskaper ved høy temperatur, oksidasjonsmotstand og korrosjonsmotstand. Fremtidig forskning vil fokusere på å forbedre materialrenheten, optimalisere mikrostrukturen og utvikle komposittfunksjonelle materialer for å møte de økende industrielle behovene. Gjennom disse teknologiske innovasjonene forventes rekrystallisert silisiumkarbidkeramikk å spille en større rolle på mer høyteknologiske felt.
Publisert: 24. oktober 2024