As modernas matérias-primas refratárias de alta tecnologia, como C, N, B e outras, não óxidos, utilizam carboneto de silício sinterizado sob pressão atmosférica, que é extenso e econômico, podendo ser considerado esmeril ou areia refratária. O carboneto de silício puro é um cristal transparente e incolor. Então, qual é a estrutura e as características do carboneto de silício?
Carboneto de silício sinterizado sob pressão atmosférica
Estrutura material do carboneto de silício sinterizado sob pressão atmosférica:
O carboneto de silício sinterizado sob pressão atmosférica utilizado na indústria varia de amarelo claro, verde, azul e preto, dependendo do tipo e do teor de impurezas, com diferentes purezas e transparências. A estrutura cristalina do carboneto de silício é dividida em plutônio de seis pontas ou em formato de diamante e plutônio-sic cúbico. O plutônio-sic forma uma variedade de deformações devido à diferente ordem de empilhamento dos átomos de carbono e silício na estrutura cristalina, e mais de 70 tipos de deformações foram encontrados. O beta-SIC converte-se em alfa-SIC acima de 2100. O processo industrial do carboneto de silício é refinado com areia de quartzo de alta qualidade e coque de petróleo em um forno de resistência. Os blocos de carboneto de silício refinados são triturados, submetidos a limpeza ácido-base, separação magnética, peneiramento ou seleção em água para produzir uma variedade de produtos com tamanhos de partículas.
Características do material de carboneto de silício sinterizado sob pressão atmosférica:
O carboneto de silício possui boa estabilidade química, condutividade térmica, coeficiente de expansão térmica e resistência ao desgaste. Além do uso abrasivo, possui diversas aplicações: por exemplo, o pó de carboneto de silício é revestido na parede interna do rotor da turbina ou do bloco de cilindros por um processo especial, que pode melhorar a resistência ao desgaste e estender a vida útil de 1 a 2 vezes. Feito de materiais refratários de alta qualidade, resistentes ao calor, de tamanho pequeno, leve e de alta resistência, a eficiência energética é muito boa. O carboneto de silício de baixa qualidade (com cerca de 85% de SiC) é um excelente desoxidante para aumentar a velocidade de produção de aço e controlar facilmente a composição química para melhorar a qualidade do aço. Além disso, o carboneto de silício sinterizado sob pressão atmosférica também é amplamente utilizado na fabricação de componentes elétricos de barras de silício-carbono.
O carboneto de silício é muito duro. Sua dureza Morse é de 9,5, perdendo apenas para o diamante duro (10) do mundo. É um semicondutor com excelente condutividade térmica e pode resistir à oxidação em altas temperaturas. O carboneto de silício possui pelo menos 70 tipos cristalinos. O carboneto de plutônio-silício é um isômero comum que se forma em temperaturas acima de 2000 e possui uma estrutura cristalina hexagonal (semelhante à wurtzita). Carboneto de silício sinterizado sob pressão atmosférica.
Aplicação de carboneto de silício na indústria de semicondutores
A cadeia da indústria de semicondutores de carboneto de silício inclui principalmente pó de alta pureza de carboneto de silício, substrato de cristal único, folha epitaxial, componentes de energia, embalagens de módulos e aplicações de terminais.
1. Substrato monocristalino: O substrato monocristalino é um material de suporte semicondutor, um material condutor e um substrato de crescimento epitaxial. Atualmente, os métodos de crescimento de cristais monocristais de SiC incluem o método de transferência física de vapor (método PVT), o método de fase líquida (método LPE) e o método de deposição química de vapor em alta temperatura (método HTCVD). Carboneto de silício sinterizado sob pressão atmosférica
2. Folha epitaxial: Folha epitaxial de carboneto de silício, folha epitaxial de carboneto de silício, filme monocristalino (camada epitaxial) com a mesma direção do cristal do substrato, que possui certos requisitos para o substrato de carboneto de silício. Em aplicações práticas, dispositivos semicondutores com banda larga são quase todos fabricados na camada epitaxial, e o próprio chip de silício é usado apenas como substrato, incluindo o substrato da camada epitaxial de GaN.
3. Pó de carboneto de silício de alta pureza O pó de carboneto de silício de alta pureza é a matéria-prima para o crescimento de cristal único de carboneto de silício pelo método PVT, e a pureza do produto afeta diretamente a qualidade do crescimento e as características elétricas do cristal único de carboneto de silício.
4. O dispositivo de alimentação é uma fonte de alimentação de banda larga feita de carboneto de silício, que possui características de alta temperatura, alta frequência e alta eficiência. De acordo com a forma de operação do dispositivo, o dispositivo de alimentação de SiC inclui principalmente um diodo de potência e um tubo de comutação de energia.
5. Terminal: Em aplicações de semicondutores de terceira geração, os semicondutores de carboneto de silício têm a vantagem de complementar os semicondutores de nitreto de gálio. Devido à alta eficiência de conversão, às características de baixo aquecimento, ao baixo peso e a outras vantagens dos dispositivos de SiC, a demanda da indústria a jusante continua a aumentar, e há uma tendência de substituição dos dispositivos de SiO2.
Horário da publicação: 16/06/2023