Rekristaliziranosilicijev karbidna (RSiC) keramikasovisokozmogljiv keramični materialZaradi odlične odpornosti proti visokim temperaturam, oksidaciji, koroziji in visoki trdoti se pogosto uporablja na številnih področjih, kot so proizvodnja polprevodnikov, fotovoltaična industrija, visokotemperaturne peči in kemična oprema. Z naraščajočim povpraševanjem po visokozmogljivih materialih v sodobni industriji se raziskave in razvoj rekristalizirane silicijeve karbidne keramike poglabljajo.
1. Tehnologija pripraverekristalizirana silicijev karbidna keramika
Tehnologija priprave rekristaliziranegasilicijev karbid keramikaV glavnem vključuje dve metodi: sintranje prahu in nanašanje s paro (CVD). Med njima je metoda sintranja prahu sintranje prahu silicijevega karbida v okolju visoke temperature, tako da delci silicijevega karbida tvorijo gosto strukturo z difuzijo in rekristalizacijo med zrni. Metoda nanašanja s paro pomeni nanašanje silicijevega karbida na površino substrata s kemično reakcijo s paro pri visoki temperaturi, s čimer se tvori film ali strukturni del silicijevega karbida visoke čistosti. Ti dve tehnologiji imata svoje prednosti. Metoda sintranja prahu je primerna za velikoserijsko proizvodnjo in ima nizke stroške, medtem ko metoda nanašanja s paro zagotavlja večjo čistost in gostejšo strukturo ter se pogosto uporablja na področju polprevodnikov.
2. Materialne lastnostirekristalizirana silicijev karbidna keramika
Izjemna lastnost rekristalizirane silicijevega karbida je odlična zmogljivost v visokotemperaturnih okoljih. Tališče tega materiala doseže 2700 °C in ima dobro mehansko trdnost pri visokih temperaturah. Poleg tega ima rekristalizirani silicijev karbid tudi odlično odpornost proti oksidaciji in koroziji ter lahko ostane stabilen v ekstremnih kemičnih okoljih. Zato se keramika RSiC pogosto uporablja na področju visokotemperaturnih peči, visokotemperaturnih ognjevzdržnih materialov in kemične opreme.
Poleg tega ima rekristaliziran silicijev karbid visoko toplotno prevodnost in lahko učinkovito prevaja toploto, zaradi česar ima pomembno uporabno vrednost vMOCVD reaktorjiin oprema za toplotno obdelavo pri izdelavi polprevodniških rezin. Visoka toplotna prevodnost in odpornost proti toplotnim udarcem zagotavljata zanesljivo delovanje opreme v ekstremnih pogojih.
3. Področja uporabe rekristalizirane silicijevkarbidne keramike
Proizvodnja polprevodnikov: V polprevodniški industriji se rekristalizirana silicijev karbidna keramika uporablja za izdelavo substratov in nosilcev v MOCVD reaktorjih. Zaradi visoke temperaturne odpornosti, odpornosti proti koroziji in visoke toplotne prevodnosti lahko materiali RSiC ohranjajo stabilno delovanje v kompleksnih kemijskih reakcijskih okoljih, kar zagotavlja kakovost in izkoristek polprevodniških rezin.
Fotovoltaična industrija: V fotovoltaični industriji se RSiC uporablja za izdelavo nosilne strukture opreme za rast kristalov. Ker je treba rast kristalov med proizvodnim procesom fotovoltaičnih celic izvajati pri visoki temperaturi, toplotna odpornost rekristaliziranega silicijevega karbida zagotavlja dolgoročno stabilno delovanje opreme.
Visokotemperaturne peči: Keramika RSiC se pogosto uporablja tudi v visokotemperaturnih pečeh, kot so obloge in sestavni deli vakuumskih peči, talilnih peči in druge opreme. Zaradi odpornosti proti toplotnim udarcem in oksidaciji je eden od nenadomestljivih materialov v visokotemperaturnih industrijah.
4. Smer raziskav rekristalizirane silicijevkarbidne keramike
Z naraščajočim povpraševanjem po visokozmogljivih materialih se je smer raziskav rekristalizirane silicijevega karbida postopoma izostrila. Prihodnje raziskave se bodo osredotočile na naslednje vidike:
Izboljšanje čistosti materialov: Da bi izpolnili višje zahteve glede čistosti na področju polprevodnikov in fotovoltaike, raziskovalci raziskujejo načine za izboljšanje čistosti RSiC z izboljšanjem tehnologije nanašanja s paro ali uvedbo novih surovin, s čimer bi povečali njegovo uporabno vrednost na teh visokotehnoloških področjih.
Optimizacija mikrostrukture: Z nadzorom pogojev sintranja in porazdelitve delcev prahu je mogoče dodatno optimizirati mikrostrukturo rekristaliziranega silicijevega karbida, s čimer se izboljšajo njegove mehanske lastnosti in odpornost na toplotne šoke.
Funkcionalni kompozitni materiali: Da bi se prilagodili bolj kompleksnim okoljem uporabe, raziskovalci poskušajo združiti RSiC z drugimi materiali za razvoj kompozitnih materialov z večnamenskimi lastnostmi, kot so kompozitni materiali na osnovi rekristaliziranega silicijevega karbida z večjo odpornostjo proti obrabi in električno prevodnostjo.
5. Zaključek
Rekristalizirana silicijeva karbidna keramika kot visokozmogljiv material se zaradi svojih odličnih lastnosti pri visokih temperaturah, oksidacijski odpornosti in korozijski odpornosti pogosto uporablja na številnih področjih. Prihodnje raziskave se bodo osredotočile na izboljšanje čistosti materiala, optimizacijo mikrostrukture in razvoj kompozitnih funkcionalnih materialov za zadovoljevanje naraščajočih industrijskih potreb. S temi tehnološkimi inovacijami naj bi rekristalizirana silicijeva karbidna keramika igrala večjo vlogo na bolj visokotehnoloških področjih.
Čas objave: 24. oktober 2024