Omkrystalliseretsiliciumcarbid (RSiC) keramiker enhøjtydende keramisk materiale. På grund af dens fremragende højtemperaturbestandighed, oxidationsbestandighed, korrosionsbestandighed og høje hårdhed er den blevet meget brugt på mange områder, såsom halvlederfremstilling, solcelleindustri, højtemperaturovne og kemisk udstyr. Med den stigende efterspørgsel efter højtydende materialer i moderne industri bliver forskningen og udviklingen af rekrystalliseret siliciumcarbid keramik dybere.
1. Forberedelse teknologi afomkrystalliseret siliciumcarbid keramik
Forberedelsesteknologien af omkrystalliseretsiliciumcarbid keramikomfatter hovedsageligt to metoder: pulversintring og dampaflejring (CVD). Blandt dem er pulversintringsmetoden at sintre siliciumcarbidpulver under højtemperaturmiljø, så siliciumcarbidpartikler danner en tæt struktur gennem diffusion og omkrystallisation mellem korn. Dampaflejringsmetoden er at afsætte siliciumcarbid på overfladen af substratet gennem en kemisk dampreaktion ved høj temperatur, hvorved der dannes en højrent siliciumcarbidfilm eller strukturelle dele. Disse to teknologier har deres egne fordele. Pulversintringsmetoden er velegnet til produktion i stor skala og har lave omkostninger, mens dampaflejringsmetoden kan give højere renhed og tættere struktur og er meget udbredt i halvlederområdet.
2. Materialeegenskaber vedomkrystalliseret siliciumcarbid keramik
Den enestående egenskab ved rekrystalliseret siliciumcarbidkeramik er dens fremragende ydeevne i højtemperaturmiljøer. Smeltepunktet for dette materiale er så højt som 2700°C, og det har god mekanisk styrke ved høje temperaturer. Derudover har omkrystalliseret siliciumcarbid også fremragende oxidationsbestandighed og korrosionsbestandighed og kan forblive stabil i ekstreme kemiske miljøer. Derfor er RSiC-keramik blevet brugt i vid udstrækning inden for højtemperaturovne, højtemperatur-ildfaste materialer og kemisk udstyr.
Derudover har omkrystalliseret siliciumcarbid en høj varmeledningsevne og kan effektivt lede varme, hvilket gør det til en vigtig anvendelsesværdi iMOCVD reaktorerog varmebehandlingsudstyr i fremstilling af halvlederwafere. Dens høje termiske ledningsevne og termiske stødmodstand sikrer pålidelig drift af udstyret under ekstreme forhold.
3. Anvendelsesområder for rekrystalliseret siliciumcarbidkeramik
Halvlederfremstilling: I halvlederindustrien bruges omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik til fremstilling af substrater og understøtninger i MOCVD-reaktorer. På grund af dens høje temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed og høje termiske ledningsevne kan RSiC-materialer opretholde stabil ydeevne i komplekse kemiske reaktionsmiljøer, hvilket sikrer kvaliteten og udbyttet af halvlederwafere.
Fotovoltaisk industri: I den fotovoltaiske industri bruges RSiC til at fremstille støttestrukturen af krystalvækstudstyr. Da krystalvækst skal udføres ved høj temperatur under fremstillingsprocessen af fotovoltaiske celler, sikrer varmebestandigheden af omkrystalliseret siliciumcarbid den langsigtede stabile drift af udstyret.
Højtemperaturovne: RSiC-keramik bruges også i vid udstrækning i højtemperaturovne, såsom foringer og komponenter i vakuumovne, smelteovne og andet udstyr. Dens termiske stødbestandighed og oxidationsmodstand gør det til et af de uerstattelige materialer i højtemperaturindustrier.
4. Forskningsretning for omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik
Med den voksende efterspørgsel efter højtydende materialer er forskningsretningen for rekrystalliseret siliciumcarbidkeramik efterhånden blevet klar. Fremtidig forskning vil fokusere på følgende aspekter:
Forbedring af materialets renhed: For at imødekomme højere krav til renhed inden for halvleder- og fotovoltaiske felter, undersøger forskere måder at forbedre renheden af RSiC ved at forbedre dampaflejringsteknologi eller introducere nye råmaterialer og derved øge dets anvendelsesværdi på disse højteknologiske områder .
Optimering af mikrostruktur: Ved at kontrollere sintringsbetingelserne og fordelingen af pulverpartikler kan mikrostrukturen af omkrystalliseret siliciumcarbid optimeres yderligere, hvorved dets mekaniske egenskaber og termisk stødmodstand forbedres.
Funktionelle kompositmaterialer: For at tilpasse sig mere komplekse brugsmiljøer forsøger forskere at kombinere RSiC med andre materialer for at udvikle kompositmaterialer med multifunktionelle egenskaber, såsom rekrystalliseret siliciumcarbid-baserede kompositmaterialer med højere slidstyrke og elektrisk ledningsevne.
5. Konklusion
Som et højtydende materiale er omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik blevet meget brugt på mange områder på grund af deres fremragende egenskaber i høj temperatur, oxidationsbestandighed og korrosionsbestandighed. Fremtidig forskning vil fokusere på at forbedre materialets renhed, optimere mikrostrukturen og udvikle kompositfunktionelle materialer til at imødekomme de voksende industrielle behov. Gennem disse teknologiske innovationer forventes omkrystalliseret siliciumcarbidkeramik at spille en større rolle på mere højteknologiske områder.
Indlægstid: 24. oktober 2024