C, N, B hiện đại và các nguyên liệu chịu lửa công nghệ cao không oxit khác, silicon carbide thiêu kết áp suất khí quyển rộng rãi, kinh tế, có thể nói là cát nhám hoặc cát chịu lửa. Silicon carbide nguyên chất là tinh thể trong suốt không màu. Vậy cấu trúc vật liệu và đặc điểm của silicon carbide là gì?
Silic cacbua thiêu kết dưới áp suất khí quyển
Cấu trúc vật liệu của silicon carbide thiêu kết ở áp suất khí quyển:
Silic cacbua thiêu kết áp suất khí quyển được sử dụng trong công nghiệp có màu vàng nhạt, xanh lá cây, xanh lam và đen theo loại và hàm lượng tạp chất, độ tinh khiết khác nhau và độ trong suốt khác nhau. Cấu trúc tinh thể silic cacbua được chia thành plutonium sáu chữ hoặc hình thoi và plutonium-sic hình khối. Plutonium-sic tạo thành nhiều dạng biến dạng do thứ tự xếp chồng khác nhau của các nguyên tử cacbon và silicon trong cấu trúc tinh thể và đã tìm thấy hơn 70 loại biến dạng. beta-SIC chuyển thành alpha-SIC trên 2100. Quy trình công nghiệp của silic cacbua được tinh chế bằng cát thạch anh chất lượng cao và cốc dầu mỏ trong lò điện trở. Các khối silic cacbua tinh chế được nghiền nát, làm sạch axit-bazơ, tách từ, sàng lọc hoặc chọn nước để tạo ra nhiều loại sản phẩm có kích thước hạt khác nhau.
Đặc tính vật liệu của silicon carbide thiêu kết áp suất khí quyển:
Silic cacbua có tính ổn định hóa học tốt, độ dẫn nhiệt, hệ số giãn nở nhiệt, khả năng chống mài mòn, vì vậy ngoài việc sử dụng mài mòn, còn có nhiều công dụng: Ví dụ, bột silic cacbua được phủ lên thành trong của cánh quạt tua bin hoặc khối xi lanh bằng một quy trình đặc biệt, có thể cải thiện khả năng chống mài mòn và kéo dài tuổi thọ từ 1 đến 2 lần. Được làm bằng vật liệu chịu nhiệt, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, độ bền cao của vật liệu chịu lửa cấp cao, hiệu suất năng lượng rất tốt. Silic cacbua cấp thấp (bao gồm khoảng 85% SiC) là chất khử oxy tuyệt vời để tăng tốc độ luyện thép và dễ dàng kiểm soát thành phần hóa học để cải thiện chất lượng thép. Ngoài ra, silic cacbua thiêu kết áp suất khí quyển cũng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận điện của thanh cacbon silic.
Silic cacbua rất cứng. Độ cứng Morse là 9,5, chỉ đứng sau kim cương cứng nhất thế giới (10), là chất bán dẫn có độ dẫn nhiệt tuyệt vời, có thể chống oxy hóa ở nhiệt độ cao. Silic cacbua có ít nhất 70 loại tinh thể. Plutonium-silicon cacbua là một đồng phân phổ biến hình thành ở nhiệt độ trên 2000 và có cấu trúc tinh thể lục giác (tương tự như wurtzite). Silic cacbua thiêu kết dưới áp suất khí quyển
Ứng dụng của silicon carbide trong ngành công nghiệp bán dẫn
Chuỗi ngành công nghiệp bán dẫn silicon carbide chủ yếu bao gồm bột silicon carbide có độ tinh khiết cao, chất nền tinh thể đơn, tấm epitaxial, linh kiện nguồn, bao bì mô-đun và ứng dụng đầu cuối.
1. Chất nền tinh thể đơn Chất nền tinh thể đơn là vật liệu hỗ trợ bán dẫn, vật liệu dẫn điện và chất nền tăng trưởng epitaxial. Hiện nay, các phương pháp tăng trưởng tinh thể đơn SiC bao gồm phương pháp truyền hơi vật lý (phương pháp PVT), phương pháp pha lỏng (phương pháp LPE) và phương pháp lắng đọng hơi hóa học nhiệt độ cao (phương pháp HTCVD). Silic cacbua thiêu kết dưới áp suất khí quyển
2. Tấm epitaxial Tấm epitaxial silicon carbide, tấm silicon carbide, màng tinh thể đơn (lớp epitaxial) có cùng hướng với tinh thể nền có một số yêu cầu nhất định đối với chất nền silicon carbide. Trong các ứng dụng thực tế, các thiết bị bán dẫn có khoảng cách băng rộng hầu như đều được sản xuất trong lớp epitaxial và bản thân chip silicon chỉ được sử dụng làm chất nền, bao gồm cả chất nền của lớp epitaxial GaN.
3. Bột silic cacbua có độ tinh khiết cao Bột silic cacbua có độ tinh khiết cao là nguyên liệu thô để phát triển tinh thể đơn silic cacbua bằng phương pháp PVT, độ tinh khiết của sản phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng phát triển và đặc tính điện của tinh thể đơn silic cacbua.
4. Thiết bị nguồn là nguồn điện băng thông rộng được làm bằng vật liệu silicon carbide, có đặc điểm là nhiệt độ cao, tần số cao và hiệu suất cao. Theo hình thức hoạt động của thiết bị, thiết bị cung cấp điện SiC chủ yếu bao gồm một diode công suất và một ống công tắc công suất.
5. Thiết bị đầu cuối Trong các ứng dụng bán dẫn thế hệ thứ ba, chất bán dẫn silicon carbide có lợi thế là bổ sung cho chất bán dẫn gali nitride. Do hiệu suất chuyển đổi cao, đặc tính tỏa nhiệt thấp, trọng lượng nhẹ và các ưu điểm khác của thiết bị SiC, nhu cầu của ngành công nghiệp hạ nguồn tiếp tục tăng và có xu hướng thay thế thiết bị SiO2.
Thời gian đăng: 16-06-2023