I le taimi nei,silicon carbide (SiC)o se mea seramika e fa'avevela ma su'esu'eina malosi i totonu ma fafo. O le fa'avevela fa'ateorē o le SiC e matua maualuga lava, ma o nisi foliga tioata e mafai ona o'o atu i le 270W/mK, lea ua avea ma ta'imua i mea e le fa'avevela. Mo se fa'ata'ita'iga, o le fa'aogaina o le fa'avevela o le SiC e mafai ona va'aia i mea fa'avae o masini semiconductor, mea seramika e maualuga le fa'avevela, mea fa'avevela ma ipu fa'avevela mo le fa'agasologa o semiconductor, mea capsule mo le suau'u fa'aniukilia, ma mama fa'amaufa'ailoga kesi mo pamu compressor.
Fa'aaogāina osilicon carbidei le fanua o semiconductor
O tisiketi olo ma mea fa'apipi'i o ni meafaigaluega taua mo le gaosiga o le silicon wafer i le alamanuia semiconductor. Afai o le tisiketi olo e faia i le u'amea po'o le u'amea kaponi, e pu'upu'u lona umi e fa'aaogaina ai ma e tele lona fa'alauteleina o le vevela. I le taimi o le fa'agasologaina o silicon wafers, aemaise lava i le taimi o le oloina po'o le fa'apulusaina i le saoasaoa maualuga, ona o le ofuina ma le fa'aleagaina o le vevela o le tisiketi olo, e faigata ona fa'amautinoa le lamolemole ma le tutusa o le silicon wafer. O le tisiketi olo e faia iseramika carbide silicone itiiti lona ofuina ona o lona ma'a'a maualuga, ma o lona fua fa'alauteleina o le vevela e tutusa lava ma le silicon wafers, o lea e mafai ai ona olo ma fa'apupula i le saoasaoa maualuga.
E le gata i lea, a gaosia ni silicon wafers, e manaʻomia ona faia i ai se togafitiga vevela maualuga ma e masani ona feaveaʻi e faʻaaoga ai ni mea faʻapipiʻi silicon carbide. E teteʻe atu i le vevela ma e le faʻaleagaina. E mafai ona faʻapipiʻi le Diamond-like carbon (DLC) ma isi vali i luga o le fogāeleele e faʻaleleia atili ai le faʻatinoga, faʻaitiitia ai le faʻaleagaina o le wafer, ma puipuia ai le sosolo o le faʻaleagaina.
E le gata i lea, i le avea ai ma sui o mea semiconductor lautele-bandgap o le tupulaga lona tolu, o mea silicon carbide single crystal e iai ona meatotino e pei o le lautele tele o le bandgap (pe tusa ma le 3 taimi nai lo le Si), maualuga le conductivity thermal (pe tusa ma le 3.3 taimi nai lo le Si poʻo le 10 taimi nai lo le GaAs), maualuga le electron saturation migration rate (pe tusa ma le 2.5 taimi nai lo le Si) ma maualuga le breakdown electric field (pe tusa ma le 10 taimi nai lo le Si poʻo le 5 taimi nai lo le GaAs). O masini SiC e faʻaleleia ai mea sese o masini semiconductor masani i faʻaoga faʻatino ma ua faasolosolo malie ona avea ma autu o semiconductors eletise.
Ua matuā fa’ateleina le mana’oga mo keramika silicon carbide e maualuga le conductivity thermal
Faatasi ai ma le atinae faifai pea o le faasaienisi ma tekinolosi, ua matua faateleina le manaoga mo le faaaogaina o keramika silicon carbide i le matata o semiconductor, ma o le maualuga o le conductivity o le vevela o se faailoga autu mo lona faaaogaina i vaega o masini gaosi semiconductor. O le mea lea, e taua tele le faamalosia o suesuega i luga o keramika silicon carbide maualuga le conductivity o le vevela. O le faaitiitia o le aofaʻi o le okesene o le lattice, faaleleia atili o le mafiafia, ma le faatonutonuina lelei o le tufatufaina o le vaega lona lua i le lattice o auala autu ia e faaleleia atili ai le conductivity o le vevela o keramika silicon carbide.
I le taimi nei, e itiiti ni suʻesuʻega o loʻo faia i luga o le maualuga o le thermal conductivity silicon carbide ceramics i loʻu atunuu, ma o loʻo i ai pea se eseesega tele pe a faʻatusatusa i le tulaga o le lalolagi. O faʻatonuga mo suʻesuʻega i le lumanaʻi e aofia ai:
●Fa'amalosia le su'esu'ega o le faagasologa o le sauniuniga o le pauta seramika silicon carbide. O le sauniuniga o le pauta silicon carbide e maualuga le mama, maualalo le okesene, o le fa'avae lea mo le sauniuniga o seramika silicon carbide e maualuga le fa'avevela;
● Fa'amalosia le filifiliga o mea e fesoasoani i le sintering ma su'esu'ega fa'ateorē e feso'ota'i i ai;
●Fa'amalosia su'esu'ega ma atina'e o masini fa'asinteri sili ona lelei. O le fa'atonutonuina o le fa'agasologa o le sinteri ina ia maua ai se fausaga talafeagai, o se tulaga mana'omia lea e maua ai ni keramika silicon carbide e maualuga le conductivity thermal.
Fuafuaga e faʻaleleia atili ai le faʻavevela o le conductivity o le silicon carbide ceramics
O le ki i le faʻaleleia atili o le faʻavevela o le SiC keramika o le faʻaitiitia lea o le tele o le faʻasalalauina o le phonon ma faʻateleina le phonon mean free path. O le faʻavevela o le SiC o le a faʻaleleia lelei e ala i le faʻaitiitia o le porosity ma le grain boundary density o le SiC keramika, faʻaleleia atili le mama o le SiC grain borders, faʻaitiitia le SiC lattice impurities poʻo le lattice defects, ma faʻateleina le heat flow transmission carrier i le SiC. I le taimi nei, o le faʻaleleia atili o le ituaiga ma le anotusi o sintering aids ma le faʻavevela i le vevela maualuga o laʻasaga autu ia e faʻaleleia atili ai le faʻavevela o le SiC keramika.
① Fa'aleleia atili o le ituaiga ma le anotusi o fesoasoani fa'asinitasi
E masani ona fa'aopoopoina le tele o fesoasoani fa'asinteri pe a saunia ni keramika SiC e maualuga le fa'avevela. O le ituaiga ma le aofa'i o fesoasoani fa'asinteri e iai sona a'afiaga tele i le fa'avevela o keramika SiC. Mo se fa'ata'ita'iga, o elemene Al po'o le O i totonu o fesoasoani fa'asinteri o le faiga Al2O3 e faigofie ona liu suavai i totonu o le lattice SiC, ma i'u ai i ni avanoa ma ni fa'aletonu, lea e mafua ai ona fa'ateleina le tele o le fa'asalalauina o le phonon. E le gata i lea, afai e maualalo le aofa'i o fesoasoani fa'asinteri, e faigata ona fa'asinteri ma fa'ama'a'a le meafaitino, ae o le maualuga o le aofa'i o fesoasoani fa'asinteri o le a mafua ai ona fa'ateleina le le mama ma fa'aletonu. O le tele o fesoasoani fa'asinteri vai e mafai fo'i ona taofia ai le tuputupu a'e o fatu SiC ma fa'aitiitia ai le averesi o le ala sa'oloto o phonons. O le mea lea, ina ia saunia ni keramika SiC e maualuga le fa'avevela, e tatau ona fa'aitiitia le aofa'i o fesoasoani fa'asinteri i le tele e mafai ai a'o fa'ataunu'uina mana'oga o le mafiafia o le fa'asinteri, ma taumafai e filifili ni fesoasoani fa'asinteri e faigata ona liu suavai i totonu o le lattice SiC.
*Uiga vevela o keramika SiC pe a faʻaopoopoina fesoasoani faʻasintera eseese
I le taimi nei, o keramika SiC ua fa'avevela ma fa'apipi'i i le BeO o se fesoasoani fa'apipi'i e iai le maualuga o le fa'avevela o le vevela i le vevela o le potu (270W·m-1·K-1). Peita'i, o le BeO o se mea e matua'i oona ma e mafua ai le kanesa, ma e le talafeagai mo le fa'aogaina lautele i fale su'esu'e po'o matata tau alamanuia. O le tulaga maualalo o le eutectic o le faiga Y2O3-Al2O3 o le 1760℃, o se fesoasoani fa'apipi'i vai masani mo keramika SiC. Peita'i, talu ai e faigofie ona liu suavai le Al3+ i totonu o le SiC lattice, pe a fa'aaogaina lenei faiga o se fesoasoani fa'apipi'i, o le fa'avevela o le vevela i le vevela o le potu o keramika SiC e itiiti ifo i le 200W·m-1·K-1.
O elemene eleele seasea e pei o le Y, Sm, Sc, Gd ma le La e lē faigofie ona liu suavai i le SiC lattice ma e maualuga le oxygen affinity, lea e mafai ona faʻaitiitia lelei ai le aofaʻi o le oxygen i totonu o le SiC lattice. O le mea lea, o le Y2O3-RE2O3 (RE=Sm, Sc, Gd, La) system o se fesoasoani masani mo le sauniaina o keramika SiC maualuga le conductivity thermal (>200W·m-1·K-1). I le faʻaaogaina o le fesoasoani faʻasāina o le Y2O3-Sc2O3 system o se faʻataʻitaʻiga, o le ion deviation value o le Y3+ ma le Si4+ e tele, ma e le oʻo i ni vai mautu ia mea e lua. O le solubility o le Sc i le SiC mama i le 1800~2600℃ e laʻititi, e tusa ma le (2~3)×1017atoms·cm-3.
② Togafitiga i le vevela maualuga
O le togafitiga i le vevela maualuga o le SiC keramika e fesoasoani i le aveeseina o faaletonu o le lattice, dislocations ma le residual stresses, faʻalauiloaina le suiga o le fausaga o nisi o mea amorphous i ni crystals, ma faʻavaivaia le aafiaga o le phonon scattering. E le gata i lea, o le togafitiga i le vevela maualuga e mafai ona faʻaleleia lelei ai le tuputupu aʻe o fatu SiC, ma iu ai ina faʻaleleia atili ai meatotino faʻavevela o le meafaitino. Mo se faʻataʻitaʻiga, ina ua maeʻa le togafitiga i le vevela maualuga i le 1950°C, o le thermal diffusion coefficient o keramika SiC na faʻateleina mai le 83.03mm2·s-1 i le 89.50mm2·s-1, ma o le thermal conductivity i le vevela o le potu na faʻateleina mai le 180.94W·m-1·K-1 i le 192.17W·m-1·K-1. O le togafitiga i le vevela maualuga e faʻaleleia atili ai le gafatia o le deoxidation o le sintering aid i luga o le SiC surface ma le lattice, ma faʻamausali ai le fesoʻotaʻiga i le va o fatu SiC. A maeʻa le togafitiga i le vevela maualuga, o le thermal conductivity i le vevela o le potu o keramika SiC ua matua faʻaleleia atili.
Taimi na lafoina ai: Oke-24-2024