Estat de la investigació de la ceràmica de carbur de silici recristal·litzat

Recristal·litzatceràmica de carbur de silici (RSiC).són amaterial ceràmic d'alt rendiment. A causa de la seva excel·lent resistència a les altes temperatures, resistència a l'oxidació, resistència a la corrosió i alta duresa, s'ha utilitzat àmpliament en molts camps, com ara la fabricació de semiconductors, la indústria fotovoltaica, els forns d'alta temperatura i els equips químics. Amb la creixent demanda de materials d'alt rendiment a la indústria moderna, la recerca i el desenvolupament de ceràmiques de carbur de silici recristal·litzat s'aprofundeixen.

1. Tecnologia de preparació deceràmica de carbur de silici recristal·litzat

La tecnologia de preparació del recristal·litzatceràmica de carbur de siliciinclou principalment dos mètodes: sinterització en pols i deposició de vapor (CVD). Entre ells, el mètode de sinterització de pols és sinteritzar la pols de carbur de silici en un entorn d'alta temperatura, de manera que les partícules de carbur de silici formin una estructura densa mitjançant la difusió i la recristal·lització entre els grans. El mètode de deposició de vapor consisteix a dipositar carbur de silici a la superfície del substrat mitjançant una reacció química de vapor a alta temperatura, formant així una pel·lícula de carbur de silici d'alta puresa o peces estructurals. Aquestes dues tecnologies tenen els seus propis avantatges. El mètode de sinterització en pols és adequat per a la producció a gran escala i té un cost baix, mentre que el mètode de deposició de vapor pot proporcionar una major puresa i una estructura més densa, i s'utilitza àmpliament en el camp dels semiconductors.

2. Propietats dels materialsceràmica de carbur de silici recristal·litzat

La característica destacada de la ceràmica de carbur de silici recristal·litzat és el seu excel·lent rendiment en entorns d'alta temperatura. El punt de fusió d'aquest material és de fins a 2700 °C i té una bona resistència mecànica a altes temperatures. A més, el carbur de silici recristal·litzat també té una excel·lent resistència a l'oxidació i resistència a la corrosió, i pot romandre estable en entorns químics extrems. Per tant, la ceràmica RSiC s'ha utilitzat àmpliament en els camps dels forns d'alta temperatura, materials refractaris d'alta temperatura i equips químics.

A més, el carbur de silici recristal·litzat té una alta conductivitat tèrmica i pot conduir eficaçment la calor, cosa que fa que tingui un valor d'aplicació important enReactors MOCVDi equips de tractament tèrmic en la fabricació d'hòsties de semiconductors. La seva alta conductivitat tèrmica i resistència al xoc tèrmic garanteixen el funcionament fiable de l'equip en condicions extremes.

3. Camps d'aplicació de la ceràmica de carbur de silici recristal·litzat

Fabricació de semiconductors: a la indústria dels semiconductors, la ceràmica de carbur de silici recristalitzat s'utilitza per fabricar substrats i suports en reactors MOCVD. A causa de la seva alta resistència a la temperatura, resistència a la corrosió i alta conductivitat tèrmica, els materials RSiC poden mantenir un rendiment estable en entorns de reaccions químiques complexes, garantint la qualitat i el rendiment de les hòsties de semiconductors.

Indústria fotovoltaica: a la indústria fotovoltaica, RSiC s'utilitza per fabricar l'estructura de suport d'equips de creixement de cristalls. Com que el creixement del cristall s'ha de dur a terme a alta temperatura durant el procés de fabricació de cèl·lules fotovoltaiques, la resistència a la calor del carbur de silici recristal·litzat garanteix el funcionament estable a llarg termini de l'equip.

Forns d'alta temperatura: la ceràmica RSiC també s'utilitza àmpliament en forns d'alta temperatura, com ara revestiments i components de forns de buit, forns de fusió i altres equips. La seva resistència al xoc tèrmic i la seva resistència a l'oxidació el converteixen en un dels materials insubstituïbles en les indústries d'alta temperatura.

4. Direcció de recerca de ceràmiques de carbur de silici recristal·litzat

Amb la creixent demanda de materials d'alt rendiment, la direcció d'investigació de la ceràmica de carbur de silici recristal·litzada s'ha tornat clara gradualment. La investigació futura se centrarà en els aspectes següents:

Millora de la puresa del material: per tal de complir els requisits de puresa més alts en els camps de semiconductors i fotovoltaics, els investigadors estan explorant maneres de millorar la puresa de RSiC millorant la tecnologia de deposició de vapor o introduint noves matèries primeres, millorant així el seu valor d'aplicació en aquests camps d'alta tecnologia. .

Optimització de la microestructura: mitjançant el control de les condicions de sinterització i la distribució de partícules de pols, es pot optimitzar encara més la microestructura del carbur de silici recristal·litzat, millorant així les seves propietats mecàniques i la resistència al xoc tèrmic.

Materials compostos funcionals: per adaptar-se a entorns d'ús més complexos, els investigadors intenten combinar RSiC amb altres materials per desenvolupar materials compostos amb propietats multifuncionals, com ara materials compostos a base de carbur de silici recristalitzat amb major resistència al desgast i conductivitat elèctrica.

5. Conclusió

Com a material d'alt rendiment, la ceràmica de carbur de silici recristal·litzat s'ha utilitzat àmpliament en molts camps a causa de les seves excel·lents propietats en alta temperatura, resistència a l'oxidació i resistència a la corrosió. La investigació futura se centrarà en millorar la puresa del material, optimitzar la microestructura i desenvolupar materials funcionals compostos per satisfer les creixents necessitats industrials. A través d'aquestes innovacions tecnològiques, s'espera que les ceràmiques de carbur de silici recristal·litzat tinguin un paper més important en camps més d'alta tecnologia.