Átkristályosodottszilícium-karbid (RSiC) kerámiákvannak anagy teljesítményű kerámia anyag. Kiváló magas hőmérséklet-állósága, oxidációval szembeni ellenállása, korrózióállósága és nagy keménysége miatt széles körben alkalmazzák számos területen, például a félvezetőgyártásban, a fotovoltaikus iparban, a magas hőmérsékletű kemencékben és a vegyi berendezésekben. A modern iparban a nagy teljesítményű anyagok iránti növekvő kereslet következtében az újrakristályosított szilícium-karbid kerámiák kutatása és fejlesztése elmélyül.
1. Elkészítési technológiájaátkristályosított szilícium-karbid kerámia
Az átkristályosított előállítási technológiájaszilícium-karbid kerámiafőként két módszert tartalmaz: porszinterezést és gőzleválasztást (CVD). Ezek közül a porszinterelési módszer a szilícium-karbid por szinterezése magas hőmérsékletű környezetben, így a szilícium-karbid részecskék a szemcsék közötti diffúzió és átkristályosodás révén sűrű szerkezetet alkotnak. A gőzleválasztásos módszer lényege, hogy a szilícium-karbidot magas hőmérsékleten kémiai gőzreakcióval leválasztják az aljzat felületére, és ezáltal nagy tisztaságú szilícium-karbid filmet vagy szerkezeti részeket képeznek. Ennek a két technológiának megvannak a maga előnyei. A porszinterelési módszer alkalmas nagyüzemi gyártásra és alacsony költséggel, míg a gőzleválasztási módszer nagyobb tisztaságot és sűrűbb szerkezetet biztosít, és széles körben használják a félvezetők területén.
2. Anyag tulajdonságaiátkristályosított szilícium-karbid kerámia
Az átkristályosított szilícium-karbid kerámiák kiemelkedő tulajdonsága a kiváló teljesítmény magas hőmérsékletű környezetben. Ennek az anyagnak az olvadáspontja eléri a 2700 °C-ot, és magas hőmérsékleten jó mechanikai szilárdsággal rendelkezik. Ezenkívül az átkristályosított szilícium-karbid kiváló oxidáció- és korrózióállósággal is rendelkezik, és stabil marad extrém kémiai környezetben is. Ezért az RSiC kerámiát széles körben használják a magas hőmérsékletű kemencék, a magas hőmérsékletű tűzálló anyagok és a vegyi berendezések területén.
Ezen túlmenően az átkristályosított szilícium-karbid magas hővezető képességgel rendelkezik, és hatékonyan vezetheti a hőt, ezért fontos alkalmazási értéke vanMOCVD reaktorokés hőkezelő berendezések a félvezető lapkagyártásban. Magas hővezető képessége és hősokkállósága biztosítja a berendezés megbízható működését extrém körülmények között is.
3. Újrakristályosított szilícium-karbid kerámiák felhasználási területei
Félvezető gyártás: A félvezetőiparban az átkristályosított szilícium-karbid kerámiákat hordozók és hordozók gyártására használják MOCVD reaktorokban. Magas hőmérsékleti ellenállásának, korrózióállóságának és magas hővezető képességének köszönhetően az RSiC anyagok stabil teljesítményt tudnak fenntartani összetett kémiai reakciókörnyezetekben, biztosítva a félvezető lapkák minőségét és hozamát.
Fotovoltaikus ipar: A fotovoltaikus iparban az RSiC-t a kristálynövesztő berendezések tartószerkezetének gyártására használják. Mivel a fotovoltaikus cellák gyártási folyamata során a kristálynövekedést magas hőmérsékleten kell végrehajtani, az átkristályosított szilícium-karbid hőállósága biztosítja a berendezés hosszú távú stabil működését.
Magas hőmérsékletű kemencék: Az RSiC kerámiát széles körben használják magas hőmérsékletű kemencékben is, például vákuumkemencék, olvasztókemencék és egyéb berendezések bélései és alkatrészei. Hősokkállósága és oxidációállósága a magas hőmérsékletű iparágak egyik pótolhatatlan anyagává teszi.
4. Újrakristályosított szilícium-karbid kerámiák kutatási iránya
A nagy teljesítményű anyagok iránti kereslet növekedésével fokozatosan világossá vált az újrakristályosított szilícium-karbid kerámiák kutatási iránya. A jövőbeli kutatások a következő szempontokra összpontosítanak:
Anyagtisztaság javítása: A félvezető és a fotovoltaikus mezők magasabb tisztasági követelményeinek teljesítése érdekében a kutatók azt kutatják, hogyan lehetne javítani az RSiC tisztaságát a gőzleválasztási technológia fejlesztésével vagy új nyersanyagok bevezetésével, ezáltal növelve az alkalmazási értékét ezeken a csúcstechnológiai területeken. .
Mikroszerkezet optimalizálása: A szinterezés körülményeinek és a porszemcsék eloszlásának szabályozásával tovább optimalizálható az átkristályosított szilícium-karbid mikroszerkezete, javítva ezáltal mechanikai tulajdonságait és hősokkállóságát.
Funkcionális kompozit anyagok: A bonyolultabb felhasználási környezetekhez való alkalmazkodás érdekében a kutatók az RSiC-t más anyagokkal kombinálva többfunkciós tulajdonságokkal rendelkező kompozit anyagokat, például átkristályosított szilícium-karbid alapú, nagyobb kopásállóságú és elektromos vezetőképességű kompozit anyagokat próbálnak kifejleszteni.
5. Következtetés
Nagy teljesítményű anyagként az átkristályosított szilícium-karbid kerámiákat számos területen széles körben alkalmazzák, köszönhetően kiváló tulajdonságaik magas hőmérsékleten, oxidációval szemben és korrózióval szemben. A jövőbeli kutatások az anyagtisztaság javítására, a mikrostruktúra optimalizálására és a kompozit funkcionális anyagok fejlesztésére összpontosítanak, hogy megfeleljenek a növekvő ipari igényeknek. E technológiai újítások révén az újrakristályosított szilícium-karbid kerámiák várhatóan nagyobb szerepet fognak játszani a csúcstechnológiás területeken.
Feladás időpontja: 2024.10.24