État de la recherche sur les céramiques de carbure de silicium recristallisé

Recristallisécéramiques en carbure de silicium (RSiC)zonematériau céramique haute performance. En raison de son excellente résistance aux températures élevées, de sa résistance à l'oxydation, de sa résistance à la corrosion et de sa dureté élevée, il a été largement utilisé dans de nombreux domaines, tels que la fabrication de semi-conducteurs, l'industrie photovoltaïque, les fours à haute température et les équipements chimiques. Avec la demande croissante de matériaux hautes performances dans l’industrie moderne, la recherche et le développement de céramiques de carbure de silicium recristallisé s’approfondissent.

1. Technologie de préparation decéramiques de carbure de silicium recristallisé

La technologie de préparation des recristalliséscéramiques de carbure de siliciumcomprend principalement deux méthodes : le frittage de poudre et le dépôt en phase vapeur (CVD). Parmi eux, la méthode de frittage de poudre consiste à fritter la poudre de carbure de silicium dans un environnement à haute température afin que les particules de carbure de silicium forment une structure dense par diffusion et recristallisation entre les grains. La méthode de dépôt en phase vapeur consiste à déposer du carbure de silicium sur la surface du substrat par une réaction chimique en phase vapeur à haute température, formant ainsi un film de carbure de silicium de haute pureté ou des pièces structurelles. Ces deux technologies ont leurs propres avantages. Le procédé de frittage de poudre convient à une production à grande échelle et présente un faible coût, tandis que le procédé de dépôt en phase vapeur peut fournir une pureté plus élevée et une structure plus dense et est largement utilisé dans le domaine des semi-conducteurs.

2. Propriétés matérielles decéramiques de carbure de silicium recristallisé

La caractéristique exceptionnelle des céramiques de carbure de silicium recristallisé est leur excellente performance dans des environnements à haute température. Le point de fusion de ce matériau atteint 2 700 °C et il présente une bonne résistance mécanique à haute température. De plus, le carbure de silicium recristallisé présente également une excellente résistance à l'oxydation et à la corrosion, et peut rester stable dans des environnements chimiques extrêmes. Par conséquent, les céramiques RSiC ont été largement utilisées dans les domaines des fours à haute température, des matériaux réfractaires à haute température et des équipements chimiques.

De plus, le carbure de silicium recristallisé a une conductivité thermique élevée et peut conduire efficacement la chaleur, ce qui lui confère une valeur d'application importante dansRéacteurs MOCVDet des équipements de traitement thermique dans la fabrication de plaquettes semi-conductrices. Sa conductivité thermique élevée et sa résistance aux chocs thermiques garantissent le fonctionnement fiable de l'équipement dans des conditions extrêmes.

3. Domaines d'application des céramiques de carbure de silicium recristallisé

Fabrication de semi-conducteurs : Dans l'industrie des semi-conducteurs, les céramiques de carbure de silicium recristallisé sont utilisées pour fabriquer des substrats et des supports dans les réacteurs MOCVD. En raison de leur résistance aux températures élevées, à la corrosion et à leur conductivité thermique élevée, les matériaux RSiC peuvent maintenir des performances stables dans des environnements de réaction chimique complexes, garantissant ainsi la qualité et le rendement des tranches semi-conductrices.

Industrie photovoltaïque : Dans l'industrie photovoltaïque, le RSiC est utilisé pour fabriquer la structure de support des équipements de croissance cristalline. Étant donné que la croissance des cristaux doit être réalisée à haute température pendant le processus de fabrication des cellules photovoltaïques, la résistance thermique du carbure de silicium recristallisé garantit le fonctionnement stable à long terme de l'équipement.

Fours à haute température : Les céramiques RSiC sont également largement utilisées dans les fours à haute température, tels que les revêtements et les composants des fours à vide, des fours de fusion et d'autres équipements. Sa résistance aux chocs thermiques et à l’oxydation en font l’un des matériaux irremplaçables dans les industries à haute température.

4. Orientation de recherche sur les céramiques de carbure de silicium recristallisé

Avec la demande croissante de matériaux hautes performances, l’orientation de la recherche sur les céramiques de carbure de silicium recristallisé est progressivement devenue claire. Les recherches futures porteront sur les aspects suivants :

Améliorer la pureté des matériaux : afin de répondre aux exigences de pureté plus élevées dans les domaines des semi-conducteurs et du photovoltaïque, les chercheurs explorent les moyens d'améliorer la pureté du RSiC en améliorant la technologie de dépôt en phase vapeur ou en introduisant de nouvelles matières premières, augmentant ainsi sa valeur d'application dans ces domaines de haute technologie. .

Optimisation de la microstructure : En contrôlant les conditions de frittage et la répartition des particules de poudre, la microstructure du carbure de silicium recristallisé peut être encore optimisée, améliorant ainsi ses propriétés mécaniques et sa résistance aux chocs thermiques.

Matériaux composites fonctionnels : Afin de s'adapter à des environnements d'utilisation plus complexes, les chercheurs tentent de combiner le RSiC avec d'autres matériaux pour développer des matériaux composites aux propriétés multifonctionnelles, tels que les matériaux composites à base de carbure de silicium recristallisé offrant une résistance à l'usure et une conductivité électrique plus élevées.

5. Conclusion

En tant que matériau haute performance, les céramiques de carbure de silicium recristallisé ont été largement utilisées dans de nombreux domaines en raison de leurs excellentes propriétés à haute température, de résistance à l'oxydation et de résistance à la corrosion. Les recherches futures se concentreront sur l’amélioration de la pureté des matériaux, l’optimisation de la microstructure et le développement de matériaux fonctionnels composites pour répondre aux besoins industriels croissants. Grâce à ces innovations technologiques, les céramiques de carbure de silicium recristallisé devraient jouer un rôle plus important dans des domaines plus high-tech.