Omkristalliseradkiselkarbid (RSiC) keramikär enhögpresterande keramiskt materialTack vare dess utmärkta högtemperaturbeständighet, oxidationsbeständighet, korrosionsbeständighet och höga hårdhet har den använts i stor utsträckning inom många områden, såsom halvledartillverkning, solcellsindustrin, högtemperaturugnar och kemisk utrustning. Med den ökande efterfrågan på högpresterande material inom modern industri fördjupas forskningen och utvecklingen av omkristalliserad kiselkarbidkeramik.
1. Beredningsteknik föromkristalliserad kiselkarbidkeramik
Framställningstekniken för omkristalliseradkiselkarbidkeramikinkluderar huvudsakligen två metoder: pulversintring och ångavsättning (CVD). Bland dessa är pulversintringsmetoden att sintra kiselkarbidpulver under högtemperaturmiljö så att kiselkarbidpartiklarna bildar en tät struktur genom diffusion och omkristallisation mellan kornen. Ångavsättningsmetoden är att avsätta kiselkarbid på substratytan genom en kemisk ångreaktion vid hög temperatur, varigenom en högren kiselkarbidfilm eller strukturella delar bildas. Dessa två tekniker har sina egna fördelar. Pulversintringsmetoden är lämplig för storskalig produktion och har låg kostnad, medan ångavsättningsmetoden kan ge högre renhet och tätare struktur och används i stor utsträckning inom halvledarområdet.
2. Materialegenskaper hosomkristalliserad kiselkarbidkeramik
Den enastående egenskapen hos omkristalliserad kiselkarbidkeramik är dess utmärkta prestanda i högtemperaturmiljöer. Materialets smältpunkt är så hög som 2700 °C och det har god mekanisk hållfasthet vid höga temperaturer. Dessutom har omkristalliserad kiselkarbid också utmärkt oxidationsbeständighet och korrosionsbeständighet och kan förbli stabil i extrema kemiska miljöer. Därför har RSiC-keramik använts i stor utsträckning inom högtemperaturugnar, eldfasta material för höga temperaturer och kemisk utrustning.
Dessutom har omkristalliserad kiselkarbid hög värmeledningsförmåga och kan effektivt leda värme, vilket gör den till ett viktigt tillämpningsvärde inomMOCVD-reaktoreroch värmebehandlingsutrustning vid tillverkning av halvledarskivor. Dess höga värmeledningsförmåga och termiska chockmotstånd säkerställer utrustningens tillförlitliga drift under extrema förhållanden.
3. Användningsområden för omkristalliserad kiselkarbidkeramik
Halvledartillverkning: Inom halvledarindustrin används omkristalliserad kiselkarbidkeramik för att tillverka substrat och stöd i MOCVD-reaktorer. Tack vare sin höga temperaturbeständighet, korrosionsbeständighet och höga värmeledningsförmåga kan RSiC-material bibehålla stabil prestanda i komplexa kemiska reaktionsmiljöer, vilket säkerställer kvaliteten och utbytet hos halvledarskivor.
Fotovoltaisk industri: Inom fotovoltaisk industri används RSiC för att tillverka stödstrukturen för kristalltillväxtutrustning. Eftersom kristalltillväxt måste utföras vid hög temperatur under tillverkningsprocessen av fotovoltaiska celler, säkerställer värmebeständigheten hos omkristalliserad kiselkarbid utrustningens långsiktiga stabila drift.
Högtemperaturugnar: RSiC-keramik används också flitigt i högtemperaturugnar, såsom foder och komponenter i vakuumugnar, smältugnar och annan utrustning. Dess termiska chockbeständighet och oxidationsbeständighet gör det till ett av de oersättliga materialen inom högtemperaturindustrier.
4. Forskningsinriktning för omkristalliserad kiselkarbidkeramik
Med den växande efterfrågan på högpresterande material har forskningsinriktningen för omkristalliserad kiselkarbidkeramik gradvis blivit tydlig. Framtida forskning kommer att fokusera på följande aspekter:
Förbättrad materialrenhet: För att möta högre renhetskrav inom halvledar- och solcellsområdena utforskar forskare sätt att förbättra renheten hos RSiC genom att förbättra ångavsättningstekniken eller introducera nya råmaterial, och därigenom öka dess tillämpningsvärde inom dessa högteknologiska områden.
Optimering av mikrostruktur: Genom att kontrollera sintringsförhållandena och fördelningen av pulverpartiklar kan mikrostrukturen hos omkristalliserad kiselkarbid optimeras ytterligare, vilket förbättrar dess mekaniska egenskaper och termiska chockmotståndskraft.
Funktionella kompositmaterial: För att anpassa sig till mer komplexa användningsmiljöer försöker forskare kombinera RSiC med andra material för att utveckla kompositmaterial med multifunktionella egenskaper, såsom omkristalliserade kiselkarbidbaserade kompositmaterial med högre slitstyrka och elektrisk ledningsförmåga.
5. Slutsats
Som ett högpresterande material har omkristalliserad kiselkarbidkeramik använts i stor utsträckning inom många områden tack vare deras utmärkta egenskaper vid hög temperatur, oxidationsbeständighet och korrosionsbeständighet. Framtida forskning kommer att fokusera på att förbättra materialets renhet, optimera mikrostrukturen och utveckla kompositfunktionella material för att möta de växande industriella behoven. Genom dessa tekniska innovationer förväntas omkristalliserad kiselkarbidkeramik spela en större roll inom mer högteknologiska områden.
Publiceringstid: 24 oktober 2024