التركيب المادي وخصائص كربيد السيليكون الملبد تحت الضغط الجوي

الحديثة C، N، B وغيرها من المواد الخام المقاومة للحرارة عالية التقنية غير أكسيد، كربيد السيليكون الملبد بالضغط الجوي واسع النطاق، اقتصادي، ويمكن القول أنه صنفرة أو رمل مقاوم للحرارة. كربيد السيليكون النقي عبارة عن بلورة شفافة عديمة اللون. إذن ما هو التركيب المادي وخصائص كربيد السيليكون؟

كربيد السيليكون الملبد تحت الضغط الجوي

الهيكل المادي لكربيد السيليكون الملبد بالضغط الجوي:

كربيد السيليكون الملبد بالضغط الجوي المستخدم في الصناعة هو الأصفر الفاتح والأخضر والأزرق والأسود وفقًا لنوع ومحتوى الشوائب، ويختلف النقاء والشفافية. ينقسم التركيب البلوري لكربيد السيليكون إلى بلوتونيوم مكون من ستة كلمات أو ماسي وبلوتونيوم مكعب. يشكل البلوتونيوم مجموعة متنوعة من التشوهات بسبب ترتيب التراص المختلف لذرات الكربون والسيليكون في البنية البلورية، وقد تم العثور على أكثر من 70 نوعًا من التشوه. يتحول Beta-SIC إلى alpha-SIC فوق 2100. يتم تكرير العملية الصناعية لكربيد السيليكون برمل الكوارتز عالي الجودة وفحم الكوك في فرن المقاومة. يتم سحق كتل كربيد السيليكون المكرر أو تنظيف القاعدة الحمضية أو الفصل المغناطيسي أو الغربلة أو اختيار الماء لإنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات ذات حجم الجسيمات.

الخصائص المادية لكربيد السيليكون الملبد بالضغط الجوي:

يتمتع كربيد السيليكون بثبات كيميائي جيد، وموصلية حرارية، ومعامل تمدد حراري، ومقاومة للتآكل، لذلك بالإضافة إلى الاستخدام الكاشط، هناك العديد من الاستخدامات: على سبيل المثال، يتم طلاء مسحوق كربيد السيليكون على الجدار الداخلي لمكره التوربين أو كتلة الأسطوانة مع عملية خاصة يمكنها تحسين مقاومة التآكل وإطالة العمر من مرة إلى مرتين. مصنوعة من مواد مقاومة للحرارة، وصغيرة الحجم، وخفيفة الوزن، وقوة عالية من مواد مقاومة للحرارة عالية الجودة، وكفاءة الطاقة جيدة جدًا. يعتبر كربيد السيليكون منخفض الجودة (بما في ذلك حوالي 85% SiC) مزيلًا ممتازًا للأكسدة لزيادة سرعة صناعة الفولاذ والتحكم بسهولة في التركيب الكيميائي لتحسين جودة الفولاذ. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم كربيد السيليكون الملبد بالضغط الجوي أيضًا على نطاق واسع في تصنيع الأجزاء الكهربائية من قضبان كربون السيليكون.

كربيد السيليكون صعب للغاية. تبلغ صلابة مورس 9.5، وهي في المرتبة الثانية بعد الماس الصلب في العالم (10)، وهو شبه موصل ذو موصلية حرارية ممتازة، ويمكنه مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية. يحتوي كربيد السيليكون على 70 نوعًا بلوريًا على الأقل. كربيد البلوتونيوم والسيليكون هو أيزومر شائع يتشكل عند درجات حرارة أعلى من 2000 وله بنية بلورية سداسية (على غرار الورتزايت). كربيد السيليكون الملبد تحت الضغط الجوي

تطبيق كربيد السيليكون في صناعة أشباه الموصلات

تشتمل سلسلة صناعة أشباه الموصلات من كربيد السيليكون بشكل أساسي على مسحوق كربيد السيليكون عالي النقاء، والركيزة البلورية المفردة، والصفائح الفوقية، ومكونات الطاقة، وتغليف الوحدات والتطبيقات الطرفية.

1. الركيزة البلورية المفردة الركيزة البلورية المفردة هي مادة داعمة لأشباه الموصلات، مادة موصلة وركيزة للنمو الفوقي. في الوقت الحاضر، تتضمن طرق نمو بلورة SiC المفردة طريقة نقل البخار الفيزيائي (طريقة PVT)، وطريقة الطور السائل (طريقة LPE)، وطريقة ترسيب البخار الكيميائي ذو درجة الحرارة العالية (طريقة HTCVD). كربيد السيليكون الملبد تحت الضغط الجوي

2. الصفائح الفوقية من كربيد السيليكون الفوقي ، صفائح كربيد السيليكون ، فيلم بلوري واحد (طبقة الفوقي) بنفس اتجاه بلورة الركيزة التي لديها متطلبات معينة لركيزة كربيد السيليكون. في التطبيقات العملية، يتم تصنيع جميع أجهزة أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق العريض تقريبًا في الطبقة الفوقية، ويتم استخدام شريحة السيليكون نفسها فقط كركيزة، بما في ذلك الركيزة للطبقة الفوقية من GaN.

3. مسحوق كربيد السيليكون عالي النقاء مسحوق كربيد السيليكون عالي النقاء هو المادة الخام لنمو بلورة كربيد السيليكون المفردة بطريقة PVT، ويؤثر نقاء المنتج بشكل مباشر على جودة النمو والخصائص الكهربائية لبلورة كربيد السيليكون المفردة.

4. جهاز الطاقة عبارة عن طاقة واسعة النطاق مصنوعة من مادة كربيد السيليكون، والتي تتميز بخصائص درجة الحرارة العالية والتردد العالي والكفاءة العالية. وفقًا لشكل تشغيل الجهاز، يشتمل جهاز إمداد الطاقة SiC بشكل أساسي على صمام ثنائي للطاقة وأنبوب تبديل الطاقة.

5. الطرفية في تطبيقات أشباه الموصلات من الجيل الثالث، تتمتع أشباه الموصلات من كربيد السيليكون بميزة كونها مكملة لأشباه الموصلات من نيتريد الغاليوم. نظرًا لكفاءة التحويل العالية، وخصائص التسخين المنخفضة، وخفة الوزن والمزايا الأخرى لأجهزة SiC، يستمر الطلب على الصناعة النهائية في الزيادة، وهناك اتجاه لاستبدال أجهزة SiO2.