Materiile prime refractare moderne de înaltă tehnologie, neoxidice, din C, N, B și alte materiale refractare, sunt sinterizate la presiune atmosferică și sunt pe scară largă și economice, putând fi considerate nisip abraziv sau refractar. Carbura de siliciu pură este un cristal transparent incolor. Așadar, care este structura materialului și caracteristicile carburii de siliciu?
Carbură de siliciu sinterizată sub presiune atmosferică
Structura materialului de carbură de siliciu sinterizată la presiune atmosferică:
Carbura de siliciu sinterizată la presiune atmosferică utilizată în industrie poate fi de culoare galben deschis, verde, albastru și negru, în funcție de tipul și conținutul de impurități, având o puritate și o transparență diferite. Structura cristalină a carburii de siliciu este împărțită în plutoniu cu șase forme sau forme de diamant și plutoniu-sic cubic. Plutoniul-sic formează o varietate de deformări datorită ordinii diferite de stivuire a atomilor de carbon și siliciu în structura cristalină, fiind identificate peste 70 de tipuri de deformare. Beta-SIC se transformă în alfa-SIC peste 2100. Procesul industrial de fabricare a carburii de siliciu este rafinat cu nisip cuarțos de înaltă calitate și cocs de petrol într-un cuptor cu rezistență. Blocurile de carbură de siliciu rafinate sunt zdrobite, curățate acido-bazic, separate magnetic, cernute sau selectate cu apă pentru a produce o varietate de produse cu dimensiuni ale particulelor.
Caracteristicile materialelor de carbură de siliciu sinterizată la presiune atmosferică:
Carbura de siliciu are o bună stabilitate chimică, conductivitate termică, coeficient de dilatare termică și rezistență la uzură, așa că, pe lângă utilizarea abrazivă, există multe alte utilizări: de exemplu, pulberea de carbură de siliciu este acoperită pe peretele interior al rotorului turbinei sau al blocului cilindrilor printr-un proces special, care poate îmbunătăți rezistența la uzură și poate prelungi durata de viață de 1 până la 2 ori. Fabricată din materiale refractare de înaltă calitate, rezistente la căldură, de dimensiuni mici, greutate redusă și rezistență ridicată, eficiența energetică este foarte bună. Carbura de siliciu de calitate inferioară (inclusiv aproximativ 85% SiC) este un deoxidant excelent pentru creșterea vitezei de fabricare a oțelului și controlul ușor al compoziției chimice pentru a îmbunătăți calitatea oțelului. În plus, carbura de siliciu sinterizată la presiune atmosferică este, de asemenea, utilizată pe scară largă în fabricarea pieselor electrice din tije de carbon-silicon.
Carbura de siliciu este foarte dură. Duritatea Morse este de 9,5, a doua după diamantul dur din lume (10), este un semiconductor cu o conductivitate termică excelentă, poate rezista oxidării la temperaturi ridicate. Carbura de siliciu are cel puțin 70 de tipuri cristaline. Carbura de plutoniu-siliciu este un izomer comun care se formează la temperaturi peste 2000 și are o structură cristalină hexagonală (similară cu wurtzitul). Carbura de siliciu sinterizată sub presiune atmosferică
Aplicarea carburii de siliciu în industria semiconductorilor
Lanțul industriei semiconductorilor din carbură de siliciu include în principal pulbere de carbură de siliciu de înaltă puritate, substrat monocristalin, tablă epitaxială, componente de putere, ambalarea modulelor și aplicații terminale.
1. Substrat monocristal Substratul monocristal este un material semiconductor de susținere, un material conductiv și un substrat de creștere epitaxială. În prezent, metodele de creștere a monocristalului de SiC includ metoda transferului fizic de vapori (metoda PVT), metoda în fază lichidă (metoda LPE) și metoda depunerii chimice de vapori la temperatură înaltă (metoda HTCVD). Carbură de siliciu sinterizată sub presiune atmosferică
2. Folie epitaxială Folie epitaxială de carbură de siliciu, folie de carbură de siliciu, peliculă monocristalină (strat epitaxial) cu aceeași direcție ca substratul cristalin, care are anumite cerințe pentru substratul de carbură de siliciu. În aplicațiile practice, dispozitivele semiconductoare cu bandă largă sunt fabricate aproape în toate în stratul epitaxial, iar cipul de siliciu în sine este utilizat doar ca substrat, inclusiv substratul stratului epitaxial de GaN.
3. Pulbere de carbură de siliciu de înaltă puritate Pulberea de carbură de siliciu de înaltă puritate este materia primă pentru creșterea monocristalului de carbură de siliciu prin metoda PVT, iar puritatea produsului afectează direct calitatea creșterii și caracteristicile electrice ale monocristalului de carbură de siliciu.
4. Dispozitivul de alimentare este o sursă de alimentare cu bandă largă, fabricată din carbură de siliciu, care are caracteristici de temperatură ridicată, frecvență ridicată și eficiență ridicată. Conform formei de funcționare a dispozitivului, sursa de alimentare SiC include în principal o diodă de alimentare și un tub de comutare a puterii.
5. Terminal În aplicațiile semiconductorilor de a treia generație, semiconductorii din carbură de siliciu au avantajul de a fi complementari semiconductorilor din nitrură de galiu. Datorită eficienței ridicate de conversie, caracteristicilor de încălzire redusă, greutății reduse și altor avantaje ale dispozitivelor SiC, cererea din industria din aval continuă să crească și există o tendință de înlocuire a dispozitivelor SiO2.
Data publicării: 16 iunie 2023