వాతావరణ పీడనం కింద సింటెర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క పదార్థ నిర్మాణం మరియు లక్షణాలు

ఆధునిక C, N, B మరియు ఇతర ఆక్సైడ్-రహిత హై-టెక్ రిఫ్రాక్టరీ ముడి పదార్థాలలో, వాతావరణ పీడనం వద్ద సింటరింగ్ చేయబడిన సిలికాన్ కార్బైడ్ విస్తృతంగా, ఆర్థికంగా లభిస్తుంది, దీనిని ఎమరీ లేదా రిఫ్రాక్టరీ ఇసుక అని చెప్పవచ్చు. స్వచ్ఛమైన సిలికాన్ కార్బైడ్ రంగులేని పారదర్శక స్ఫటికం. అయితే సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క పదార్థ నిర్మాణం మరియు లక్షణాలు ఏమిటి?

వాతావరణ పీడనం కింద సింటెర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్

వాతావరణ పీడనం వద్ద సింటరింగ్ చేయబడిన సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క పదార్థ నిర్మాణం:

పరిశ్రమలో ఉపయోగించే వాతావరణ పీడనంతో సింటరింగ్ చేయబడిన సిలికాన్ కార్బైడ్, మలినాల రకం మరియు పరిమాణాన్ని బట్టి లేత పసుపు, ఆకుపచ్చ, నీలం మరియు నలుపు రంగులలో ఉంటుంది. దీని స్వచ్ఛత మరియు పారదర్శకత కూడా వేర్వేరుగా ఉంటాయి. సిలికాన్ కార్బైడ్ స్ఫటిక నిర్మాణాన్ని షడ్భుజాకార లేదా వజ్రాకార ప్లూటోనియం మరియు క్యూబిక్ ప్లూటోనియం-SiC గా విభజించారు. స్ఫటిక నిర్మాణంలో కార్బన్ మరియు సిలికాన్ పరమాణువుల అమరికలో తేడాల కారణంగా ప్లూటోనియం-SiC వివిధ రకాల రూపాంతరాలను ఏర్పరుస్తుంది, మరియు ఇప్పటివరకు 70 కంటే ఎక్కువ రకాల రూపాంతరాలు కనుగొనబడ్డాయి. 2100 కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద బీటా-SiC, ఆల్ఫా-SiC గా మారుతుంది. సిలికాన్ కార్బైడ్ పారిశ్రామిక ప్రక్రియలో, దీనిని ఒక రెసిస్టెన్స్ ఫర్నేస్‌లో అధిక-నాణ్యత గల క్వార్ట్జ్ ఇసుక మరియు పెట్రోలియం కోక్‌తో శుద్ధి చేస్తారు. శుద్ధి చేసిన సిలికాన్ కార్బైడ్ దిమ్మెలను నలిపి, ఆమ్ల-క్షార శుభ్రపరచడం, అయస్కాంత వేర్పాటు, జల్లించడం లేదా నీటితో ఎంపిక చేయడం ద్వారా వివిధ కణ పరిమాణాల ఉత్పత్తులను తయారు చేస్తారు.

వాతావరణ పీడనం వద్ద సింటరింగ్ చేయబడిన సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క పదార్థ లక్షణాలు:

సిలికాన్ కార్బైడ్‌కు మంచి రసాయన స్థిరత్వం, ఉష్ణ వాహకత, ఉష్ణ వ్యాకోచ గుణకం, అరుగుదల నిరోధకత ఉన్నాయి, కాబట్టి రాపిడి నిరోధక ఉపయోగంతో పాటు, దీనికి అనేక ఉపయోగాలు ఉన్నాయి: ఉదాహరణకు, సిలికాన్ కార్బైడ్ పొడిని ఒక ప్రత్యేక ప్రక్రియ ద్వారా టర్బైన్ ఇంపెల్లర్ లేదా సిలిండర్ బ్లాక్ యొక్క లోపలి గోడపై పూతగా వేస్తారు, ఇది అరుగుదల నిరోధకతను మెరుగుపరుస్తుంది మరియు దాని జీవితకాలాన్ని 1 నుండి 2 రెట్లు పొడిగిస్తుంది. ఇది ఉష్ణ నిరోధకత, చిన్న పరిమాణం, తక్కువ బరువు, అధిక బలం గల ఉన్నత శ్రేణి రిఫ్రాక్టరీ పదార్థాలతో తయారు చేయబడింది, దీని శక్తి సామర్థ్యం చాలా బాగుంటుంది. తక్కువ-శ్రేణి సిలికాన్ కార్బైడ్ (సుమారు 85% SiCతో సహా) ఉక్కు తయారీ వేగాన్ని పెంచడానికి మరియు ఉక్కు నాణ్యతను మెరుగుపరచడానికి రసాయన కూర్పును సులభంగా నియంత్రించడానికి ఒక అద్భుతమైన డీఆక్సిడైజర్‌గా పనిచేస్తుంది. అదనంగా, వాతావరణ పీడనంతో సింటరింగ్ చేయబడిన సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను విద్యుత్ భాగాల సిలికాన్ కార్బన్ రాడ్ల తయారీలో కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.

సిలికాన్ కార్బైడ్ చాలా గట్టిది. దీని మోర్స్ కాఠిన్యం 9.5, ఇది ప్రపంచంలోని అత్యంత గట్టి వజ్రం (10) తర్వాత రెండవ స్థానంలో ఉంది. ఇది అద్భుతమైన ఉష్ణ వాహకత కలిగిన ఒక సెమీకండక్టర్, మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఆక్సీకరణను నిరోధించగలదు. సిలికాన్ కార్బైడ్‌లో కనీసం 70 స్ఫటికాకార రకాలు ఉన్నాయి. ప్లూటోనియం-సిలికాన్ కార్బైడ్ అనేది ఒక సాధారణ ఐసోమర్, ఇది 2000°C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఏర్పడుతుంది మరియు షట్కోణ స్ఫటికాకార నిర్మాణాన్ని (వర్ట్‌జైట్‌ను పోలినది) కలిగి ఉంటుంది. వాతావరణ పీడనం కింద సింటరింగ్ చేయబడిన సిలికాన్ కార్బైడ్.

సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క అనువర్తనం

సిలికాన్ కార్బైడ్ సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ గొలుసులో ప్రధానంగా సిలికాన్ కార్బైడ్ అధిక-స్వచ్ఛత గల పౌడర్, సింగిల్ క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్, ఎపిటాక్సియల్ షీట్, పవర్ కాంపోనెంట్లు, మాడ్యూల్ ప్యాకేజింగ్ మరియు టెర్మినల్ అప్లికేషన్లు ఉంటాయి.

1. సింగిల్ క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్ అనేది ఒక సెమీకండక్టర్ సపోర్టింగ్ మెటీరియల్, కండక్టివ్ మెటీరియల్ మరియు ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ సబ్‌స్ట్రేట్. ప్రస్తుతం, SiC సింగిల్ క్రిస్టల్ యొక్క గ్రోత్ పద్ధతులలో ఫిజికల్ వేపర్ ట్రాన్స్‌ఫర్ పద్ధతి (PVT పద్ధతి), లిక్విడ్ ఫేజ్ పద్ధతి (LPE పద్ధతి), మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత కెమికల్ వేపర్ డిపోజిషన్ పద్ధతి (HTCVD పద్ధతి) ఉన్నాయి. వాతావరణ పీడనం కింద సింటెర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్

2. ఎపిటాక్సియల్ షీట్ సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సియల్ షీట్, సిలికాన్ కార్బైడ్ షీట్, సింగిల్ క్రిస్టల్ ఫిల్మ్ (ఎపిటాక్సియల్ లేయర్) అనేది సబ్‌స్ట్రేట్ క్రిస్టల్ వలె అదే దిశలో ఉంటుంది మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌కు నిర్దిష్ట అవసరాలు ఉంటాయి. ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల్లో, విస్తృత బ్యాండ్ గ్యాప్ సెమీకండక్టర్ పరికరాలు దాదాపు అన్నీ ఎపిటాక్సియల్ లేయర్‌లో తయారు చేయబడతాయి మరియు సిలికాన్ చిప్ స్వయంగా సబ్‌స్ట్రేట్‌గా మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది, ఇందులో GaN ఎపిటాక్సియల్ లేయర్ యొక్క సబ్‌స్ట్రేట్ కూడా ఉంటుంది.

3. అధిక స్వచ్ఛత గల సిలికాన్ కార్బైడ్ పౌడర్, PVT పద్ధతి ద్వారా సిలికాన్ కార్బైడ్ సింగిల్ క్రిస్టల్ పెరుగుదలకు ముడి పదార్థంగా ఉపయోగపడుతుంది, మరియు ఈ ఉత్పత్తి యొక్క స్వచ్ఛత సిలికాన్ కార్బైడ్ సింగిల్ క్రిస్టల్ యొక్క పెరుగుదల నాణ్యత మరియు విద్యుత్ లక్షణాలను నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

4. ఈ పవర్ డివైస్ సిలికాన్ కార్బైడ్ మెటీరియల్‌తో తయారు చేయబడిన ఒక వైడ్-బ్యాండ్ పవర్, ఇది అధిక ఉష్ణోగ్రత, అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు అధిక సామర్థ్యం వంటి లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. డివైస్ యొక్క ఆపరేటింగ్ రూపం ప్రకారం, SiC పవర్ సప్లై డివైస్‌లో ప్రధానంగా ఒక పవర్ డయోడ్ మరియు ఒక పవర్ స్విచ్ ట్యూబ్ ఉంటాయి.

5. టెర్మినల్ మూడవ తరం సెమీకండక్టర్ అనువర్తనాలలో, సిలికాన్ కార్బైడ్ సెమీకండక్టర్లు గాలియం నైట్రైడ్ సెమీకండక్టర్లకు పూరకంగా ఉండే ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. SiC పరికరాల యొక్క అధిక మార్పిడి సామర్థ్యం, ​​తక్కువ వేడి లక్షణాలు, తక్కువ బరువు మరియు ఇతర ప్రయోజనాల కారణంగా, డౌన్‌స్ట్రీమ్ పరిశ్రమలో డిమాండ్ నిరంతరం పెరుగుతోంది మరియు SiO2 పరికరాలను భర్తీ చేసే ధోరణి ఉంది.