Kết tinh lạigốm silicon carbide (RSiC)khu vựcvật liệu gốm hiệu suất cao. Do khả năng chịu nhiệt độ cao, chống oxy hóa, chống ăn mòn và độ cứng cao tuyệt vời, nó đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như sản xuất chất bán dẫn, công nghiệp quang điện, lò nung nhiệt độ cao và thiết bị hóa học. Với nhu cầu ngày càng tăng đối với vật liệu hiệu suất cao trong ngành công nghiệp hiện đại, nghiên cứu và phát triển gốm silicon carbide kết tinh lại đang ngày càng sâu sắc.
1. Công nghệ chế biếngốm silicon carbide kết tinh lại
Công nghệ chế tạo kết tinh lạigốm sứ silicon carbidechủ yếu bao gồm hai phương pháp: thiêu kết bột và lắng đọng hơi (CVD). Trong số đó, phương pháp thiêu kết bột là thiêu kết bột silicon carbide trong môi trường nhiệt độ cao để các hạt silicon carbide tạo thành cấu trúc dày đặc thông qua sự khuếch tán và kết tinh lại giữa các hạt. Phương pháp lắng đọng hơi là lắng đọng silicon carbide trên bề mặt của chất nền thông qua phản ứng hơi hóa học ở nhiệt độ cao, do đó hình thành màng silicon carbide có độ tinh khiết cao hoặc các bộ phận cấu trúc. Hai công nghệ này có những ưu điểm riêng. Phương pháp thiêu kết bột phù hợp với sản xuất quy mô lớn và có chi phí thấp, trong khi phương pháp lắng đọng hơi có thể cung cấp độ tinh khiết cao hơn và cấu trúc dày đặc hơn, và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực bán dẫn.
2. Tính chất vật liệu củagốm silicon carbide kết tinh lại
Đặc điểm nổi bật của gốm silicon carbide kết tinh lại là hiệu suất tuyệt vời của nó trong môi trường nhiệt độ cao. Điểm nóng chảy của vật liệu này cao tới 2700°C và có độ bền cơ học tốt ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, silicon carbide kết tinh lại cũng có khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn tuyệt vời, và có thể duy trì ổn định trong môi trường hóa học khắc nghiệt. Do đó, gốm RSiC đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực lò nung nhiệt độ cao, vật liệu chịu lửa nhiệt độ cao và thiết bị hóa học.
Ngoài ra, silicon carbide kết tinh lại có độ dẫn nhiệt cao và có thể dẫn nhiệt hiệu quả, điều này làm cho nó có giá trị ứng dụng quan trọng trongLò phản ứng MOCVDvà thiết bị xử lý nhiệt trong sản xuất wafer bán dẫn. Độ dẫn nhiệt cao và khả năng chống sốc nhiệt đảm bảo thiết bị hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt.
3. Lĩnh vực ứng dụng của gốm sứ silicon carbide kết tinh lại
Sản xuất chất bán dẫn: Trong ngành công nghiệp bán dẫn, gốm silicon carbide kết tinh lại được sử dụng để sản xuất chất nền và giá đỡ trong lò phản ứng MOCVD. Do khả năng chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn và độ dẫn nhiệt cao, vật liệu RSiC có thể duy trì hiệu suất ổn định trong môi trường phản ứng hóa học phức tạp, đảm bảo chất lượng và năng suất của các tấm bán dẫn.
Ngành công nghiệp quang điện: Trong ngành công nghiệp quang điện, RSiC được sử dụng để sản xuất cấu trúc hỗ trợ của thiết bị phát triển tinh thể. Vì sự phát triển tinh thể cần được thực hiện ở nhiệt độ cao trong quá trình sản xuất tế bào quang điện, khả năng chịu nhiệt của silicon carbide kết tinh lại đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của thiết bị.
Lò nung nhiệt độ cao: Gốm RSiC cũng được sử dụng rộng rãi trong các lò nung nhiệt độ cao, chẳng hạn như lớp lót và các thành phần của lò nung chân không, lò nung chảy và các thiết bị khác. Khả năng chống sốc nhiệt và chống oxy hóa của nó làm cho nó trở thành một trong những vật liệu không thể thay thế trong các ngành công nghiệp nhiệt độ cao.
4. Hướng nghiên cứu gốm sứ silic cacbua kết tinh lại
Với nhu cầu ngày càng tăng đối với vật liệu hiệu suất cao, hướng nghiên cứu về gốm sứ silicon carbide kết tinh lại đã dần trở nên rõ ràng. Nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào các khía cạnh sau:
Cải thiện độ tinh khiết của vật liệu: Để đáp ứng các yêu cầu về độ tinh khiết cao hơn trong lĩnh vực bán dẫn và quang điện, các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu những cách để cải thiện độ tinh khiết của RSiC bằng cách cải thiện công nghệ lắng đọng hơi hoặc đưa vào các nguyên liệu thô mới, qua đó nâng cao giá trị ứng dụng của nó trong các lĩnh vực công nghệ cao này.
Tối ưu hóa cấu trúc vi mô: Bằng cách kiểm soát các điều kiện thiêu kết và sự phân bố của các hạt bột, cấu trúc vi mô của silicon carbide kết tinh lại có thể được tối ưu hóa hơn nữa, do đó cải thiện các tính chất cơ học và khả năng chống sốc nhiệt của nó.
Vật liệu composite chức năng: Để thích ứng với môi trường sử dụng phức tạp hơn, các nhà nghiên cứu đang cố gắng kết hợp RSiC với các vật liệu khác để phát triển vật liệu composite có nhiều tính chất chức năng, chẳng hạn như vật liệu composite gốc silicon carbide kết tinh lại có khả năng chống mài mòn và dẫn điện cao hơn.
5. Kết luận
Là một vật liệu hiệu suất cao, gốm silicon carbide kết tinh lại đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực do các đặc tính tuyệt vời của chúng ở nhiệt độ cao, khả năng chống oxy hóa và chống ăn mòn. Nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc cải thiện độ tinh khiết của vật liệu, tối ưu hóa cấu trúc vi mô và phát triển các vật liệu chức năng tổng hợp để đáp ứng nhu cầu công nghiệp ngày càng tăng. Thông qua những cải tiến công nghệ này, gốm silicon carbide kết tinh lại được kỳ vọng sẽ đóng vai trò lớn hơn trong nhiều lĩnh vực công nghệ cao hơn.
Thời gian đăng: 24-10-2024