Վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի հետազոտական ​​կարգավիճակը

Վերաբյուրեղացածսիլիցիումի կարբիդ (RSiC) կերամիկաեն աբարձրորակ կերամիկական նյութ. Շնորհիվ իր գերազանց բարձր ջերմաստիճանի դիմադրության, օքսիդացման դիմադրության, կոռոզիոն դիմադրության և բարձր կարծրության, այն լայնորեն օգտագործվել է բազմաթիվ ոլորտներում, ինչպիսիք են կիսահաղորդիչների արտադրությունը, ֆոտոգալվանային արդյունաբերությունը, բարձր ջերմաստիճանի վառարանները և քիմիական սարքավորումները: Ժամանակակից արդյունաբերության մեջ բարձր արդյունավետության նյութերի աճող պահանջարկի հետ մեկտեղ խորանում է վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի հետազոտությունն ու մշակումը:

1. Պատրաստման տեխնոլոգիավերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկա

Վերաբյուրեղացվածի պատրաստման տեխնոլոգիասիլիցիումի կարբիդ կերամիկահիմնականում ներառում է երկու մեթոդ՝ փոշու սինթերինգ և գոլորշիների նստեցում (CVD): Դրանցից փոշու սինթրման մեթոդը սիլիցիումի կարբիդի փոշին բարձր ջերմաստիճանի միջավայրում եռացնելն է, որպեսզի սիլիցիումի կարբիդի մասնիկները կազմեն խիտ կառուցվածք հացահատիկների միջև դիֆուզիայի և վերաբյուրեղացման միջոցով: Գոլորշի նստեցման մեթոդն այն է, որ սիլիցիումի կարբիդը նստեցվի ենթաշերտի մակերեսի վրա քիմիական գոլորշիների ռեակցիայի միջոցով բարձր ջերմաստիճանում, դրանով իսկ ձևավորելով բարձր մաքրության սիլիցիումի կարբիդի թաղանթ կամ կառուցվածքային մասեր: Այս երկու տեխնոլոգիաներն ունեն իրենց առավելությունները. Փոշու սինթրման մեթոդը հարմար է լայնածավալ արտադրության համար և ունի ցածր գին, մինչդեռ գոլորշիների նստեցման մեթոդը կարող է ապահովել ավելի բարձր մաքրություն և ավելի խիտ կառուցվածք և լայնորեն օգտագործվում է կիսահաղորդչային ոլորտում:

2. Նյութական հատկություններըվերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկա

Վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի ակնառու հատկանիշը բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում դրա գերազանց կատարումն է: Այս նյութի հալման կետը մինչև 2700°C է, և այն ունի լավ մեխանիկական ուժ բարձր ջերմաստիճաններում: Բացի այդ, վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդն ունի նաև գերազանց օքսիդացման և կոռոզիոն դիմադրություն և կարող է կայուն մնալ ծայրահեղ քիմիական միջավայրերում: Հետևաբար, RSiC կերամիկան լայնորեն օգտագործվել է բարձր ջերմաստիճանի վառարանների, բարձր ջերմաստիճանի հրակայուն նյութերի և քիմիական սարքավորումների ոլորտներում։

Բացի այդ, վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդն ունի բարձր ջերմային հաղորդունակություն և կարող է արդյունավետորեն ջերմություն հաղորդել, ինչը նրան դարձնում է կարևոր կիրառական արժեքMOCVD ռեակտորներև ջերմամշակման սարքավորումներ կիսահաղորդչային վաֆլի արտադրության մեջ: Նրա բարձր ջերմային հաղորդունակությունը և ջերմային ցնցումների դիմադրությունը ապահովում են սարքավորման հուսալի աշխատանքը ծայրահեղ պայմաններում:

3. Վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի կիրառման ոլորտները

Կիսահաղորդիչների արտադրություն. Կիսահաղորդչային արդյունաբերության մեջ վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկա օգտագործվում է MOCVD ռեակտորներում ենթաշերտերի և հենարանների արտադրության համար: Շնորհիվ իր բարձր ջերմաստիճանի դիմադրության, կոռոզիոն դիմադրության և բարձր ջերմային հաղորդունակության՝ RSiC նյութերը կարող են կայուն արդյունավետություն պահպանել բարդ քիմիական ռեակցիաների միջավայրում՝ ապահովելով կիսահաղորդչային վաֆլիների որակը և բերքատվությունը:

Ֆոտովոլտային արդյունաբերություն. Ֆոտովոլտային արդյունաբերության մեջ RSiC-ն օգտագործվում է բյուրեղյա աճեցման սարքավորումների օժանդակ կառուցվածքը պատրաստելու համար: Քանի որ բյուրեղների աճը պետք է իրականացվի բարձր ջերմաստիճանում ֆոտոգալվանային բջիջների արտադրության գործընթացում, վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդի ջերմակայունությունը ապահովում է սարքավորումների երկարաժամկետ կայուն աշխատանքը:

Բարձր ջերմաստիճանի վառարաններ. RSiC կերամիկան նույնպես լայնորեն օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճանի վառարաններում, ինչպիսիք են վակուումային վառարանների երեսպատումները և բաղադրիչները, հալման վառարանները և այլ սարքավորումները: Ջերմային ցնցումների դիմադրությունը և օքսիդացման դիմադրությունը այն դարձնում են բարձր ջերմաստիճանի արդյունաբերության անփոխարինելի նյութերից մեկը:

4. Վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի հետազոտական ​​ուղղություն

Բարձր արդյունավետության նյութերի աճող պահանջարկի պայմաններում աստիճանաբար պարզ է դառնում վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկայի հետազոտության ուղղությունը: Հետագա հետազոտությունները կկենտրոնանան հետևյալ ասպեկտների վրա.

Նյութերի մաքրության բարելավում. կիսահաղորդչային և ֆոտոգալվանային ոլորտներում մաքրության ավելի բարձր պահանջները բավարարելու համար հետազոտողները փնտրում են RSiC-ի մաքրությունը բարելավելու ուղիներ՝ բարելավելով գոլորշիների նստեցման տեխնոլոգիան կամ ներմուծելով նոր հումք՝ դրանով իսկ բարձրացնելով դրա կիրառման արժեքը բարձր տեխնոլոգիական ոլորտներում: .

Միկրոկառուցվածքի օպտիմիզացում. վերահսկելով սինթերման պայմանները և փոշի մասնիկների բաշխումը, վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդի միկրոկառուցվածքը կարող է հետագայում օպտիմալացվել՝ դրանով իսկ բարելավելով նրա մեխանիկական հատկությունները և ջերմային ցնցումների դիմադրությունը:

Ֆունկցիոնալ կոմպոզիտային նյութեր. Ավելի բարդ օգտագործման միջավայրին հարմարվելու համար հետազոտողները փորձում են համատեղել RSiC-ն այլ նյութերի հետ՝ մշակելու բազմաֆունկցիոնալ հատկություններով կոմպոզիտային նյութեր, ինչպիսիք են՝ վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդի վրա հիմնված կոմպոզիտային նյութերը՝ ավելի բարձր մաշվածության դիմադրությամբ և էլեկտրական հաղորդունակությամբ:

5. Եզրակացություն

Որպես բարձր արդյունավետ նյութ, վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկա լայնորեն օգտագործվել է բազմաթիվ ոլորտներում՝ շնորհիվ բարձր ջերմաստիճանի, օքսիդացման դիմադրության և կոռոզիոն դիմադրության իրենց գերազանց հատկությունների: Հետագա հետազոտությունները կկենտրոնանան նյութի մաքրության բարելավման, միկրոկառուցվածքի օպտիմալացման և կոմպոզիտային ֆունկցիոնալ նյութերի մշակման վրա՝ արդյունաբերական աճող կարիքները բավարարելու համար: Այս տեխնոլոգիական նորարարությունների միջոցով ակնկալվում է, որ վերաբյուրեղացված սիլիցիումի կարբիդային կերամիկա ավելի մեծ դեր կխաղա ավելի բարձր տեխնոլոգիաների ոլորտներում: