Ümberkristallitudränikarbiidi (RSiC) keraamikaon asuure jõudlusega keraamiline materjal. Suurepärase kõrge temperatuurikindluse, oksüdatsioonikindluse, korrosioonikindluse ja kõrge kõvaduse tõttu on seda laialdaselt kasutatud paljudes valdkondades, nagu pooljuhtide tootmine, fotogalvaaniline tööstus, kõrge temperatuuriga ahjud ja keemiaseadmed. Kuna kaasaegses tööstuses kasvab nõudlus suure jõudlusega materjalide järele, süveneb ümberkristalliseeritud ränikarbiidkeraamika uurimis- ja arendustegevus.
1. Valmistamise tehnoloogiaümberkristallitud ränikarbiidist keraamika
Ümberkristallimise valmistamise tehnoloogiaränikarbiidist keraamikahõlmab peamiselt kahte meetodit: pulberpaagutamine ja aurustamine-sadestamine (CVD). Nende hulgas on pulbri paagutamise meetod ränikarbiidi pulbri paagutamine kõrge temperatuuriga keskkonnas, nii et ränikarbiidi osakesed moodustavad teradevahelise difusiooni ja ümberkristallimise kaudu tiheda struktuuri. Aurusadestamise meetod seisneb ränikarbiidi sadestamises substraadi pinnale kõrgel temperatuuril keemilise aurureaktsiooni kaudu, moodustades seeläbi kõrge puhtusastmega ränikarbiidist kile või konstruktsiooniosad. Neil kahel tehnoloogial on oma eelised. Pulberpaagutamise meetod sobib suuremahuliseks tootmiseks ja on madala hinnaga, samas kui aur-sadestamise meetod võib pakkuda suuremat puhtust ja tihedamat struktuuri ning seda kasutatakse laialdaselt pooljuhtide valdkonnas.
2. Materjali omadusedümberkristallitud ränikarbiidist keraamika
Ümberkristalliseeritud ränikarbiidkeraamika silmapaistev omadus on selle suurepärane jõudlus kõrge temperatuuriga keskkondades. Selle materjali sulamistemperatuur on 2700 °C ja sellel on kõrgel temperatuuril hea mehaaniline tugevus. Lisaks on ümberkristalliseeritud ränikarbiidil ka suurepärane oksüdatsiooni- ja korrosioonikindlus ning see võib jääda stabiilseks äärmuslikes keemilistes keskkondades. Seetõttu on RSiC keraamikat laialdaselt kasutatud kõrge temperatuuriga ahjude, kõrge temperatuuriga tulekindlate materjalide ja keemiaseadmete valdkonnas.
Lisaks on ümberkristalliseeritud ränikarbiidil kõrge soojusjuhtivus ja see suudab tõhusalt soojust juhtida, mistõttu on sellel oluline kasutusväärtusMOCVD reaktoridja kuumtöötlusseadmed pooljuhtplaatide tootmises. Selle kõrge soojusjuhtivus ja soojuslöögikindlus tagavad seadme töökindla töö ekstreemsetes tingimustes.
3. Ümberkristalliseeritud ränikarbiidkeraamika kasutusvaldkonnad
Pooljuhtide tootmine: pooljuhtide tööstuses kasutatakse ümberkristalliseeritud ränikarbiidist keraamikat substraatide ja tugede tootmiseks MOCVD reaktorites. Tänu oma kõrgele temperatuurikindlusele, korrosioonikindlusele ja kõrgele soojusjuhtivusele suudavad RSiC materjalid säilitada stabiilse jõudluse keerukates keemiliste reaktsioonide keskkondades, tagades pooljuhtplaatide kvaliteedi ja saagise.
Fotogalvaaniline tööstus: fotogalvaanilises tööstuses kasutatakse RSiC-d kristallide kasvatamise seadmete tugistruktuuri valmistamiseks. Kuna fotogalvaaniliste elementide tootmisprotsessi käigus tuleb kristallide kasvatamist läbi viia kõrgel temperatuuril, tagab ümberkristalliseeritud ränikarbiidi kuumakindlus seadmete pikaajalise stabiilse töö.
Kõrgtemperatuurilised ahjud: RSiC keraamikat kasutatakse laialdaselt ka kõrgtemperatuurilistes ahjudes, näiteks vaakumahjude, sulatusahjude ja muude seadmete vooderdised ja komponendid. Selle soojuslöögikindlus ja oksüdatsioonikindlus muudavad selle üheks asendamatuks materjaliks kõrgtemperatuurilistes tööstusharudes.
4. Ümberkristalliseeritud ränikarbiidkeraamika uurimissuund
Seoses kasvava nõudlusega suure jõudlusega materjalide järele on järk-järgult selgeks saanud ümberkristalliseeritud ränikarbiidkeraamika uurimissuund. Edasised uuringud keskenduvad järgmistele aspektidele:
Materjali puhtuse parandamine: pooljuhtide ja fotogalvaaniliste väljade kõrgemate puhtusnõuete täitmiseks uurivad teadlased võimalusi RSiC puhtuse parandamiseks, täiustades aurustamise-sadestamise tehnoloogiat või juurutades uusi tooraineid, suurendades seeläbi selle kasutusväärtust nendes kõrgtehnoloogilistes valdkondades. .
Mikrostruktuuri optimeerimine: kontrollides paagutamistingimusi ja pulbriosakeste jaotust, saab ümberkristalliseeritud ränikarbiidi mikrostruktuuri veelgi optimeerida, parandades seeläbi selle mehaanilisi omadusi ja termilise šoki vastupidavust.
Funktsionaalsed komposiitmaterjalid: Keerulisemate kasutuskeskkondadega kohanemiseks püüavad teadlased kombineerida RSiC-d teiste materjalidega, et arendada välja multifunktsionaalsete omadustega komposiitmaterjale, näiteks rekristalliseeritud ränikarbiidipõhiseid komposiitmaterjale, millel on suurem kulumiskindlus ja elektrijuhtivus.
5. Järeldus
Suure jõudlusega materjalina on ümberkristalliseeritud ränikarbiidist keraamikat laialdaselt kasutatud paljudes valdkondades tänu nende suurepärastele omadustele kõrgel temperatuuril, oksüdatsioonikindlusel ja korrosioonikindlusel. Tulevased uuringud keskenduvad materjalide puhtuse parandamisele, mikrostruktuuri optimeerimisele ja funktsionaalsete komposiitmaterjalide väljatöötamisele, et vastata kasvavatele tööstuslikele vajadustele. Nende tehnoloogiliste uuenduste kaudu eeldatakse, et ümberkristalliseeritud ränikarbiidist keraamika mängib suuremat rolli kõrgtehnoloogilistes valdkondades.
Postitusaeg: 24.10.2024