Rekristalizēta silīcija karbīda keramikas izpētes statuss

Pārkristalizētssilīcija karbīda (RSiC) keramikair aaugstas veiktspējas keramikas materiāls. Pateicoties lieliskajai augstas temperatūras izturībai, oksidācijas izturībai, izturībai pret koroziju un augstajai cietībai, tas ir plaši izmantots daudzās jomās, piemēram, pusvadītāju ražošanā, fotoelementu rūpniecībā, augstas temperatūras krāsnīs un ķīmiskajā iekārtās. Pieaugot pieprasījumam pēc augstas veiktspējas materiāliem mūsdienu rūpniecībā, padziļinās pārkristalizētas silīcija karbīda keramikas pētniecība un izstrāde.

1. Sagatavošanas tehnoloģijapārkristalizēta silīcija karbīda keramika

Rekristalizēta sagatavošanas tehnoloģijasilīcija karbīda keramikagalvenokārt ietver divas metodes: pulvera saķepināšanu un tvaiku pārklāšanu (CVD). Starp tiem pulvera saķepināšanas metode ir silīcija karbīda pulvera saķepināšana augstas temperatūras vidē, lai silīcija karbīda daļiņas veidotu blīvu struktūru difūzijas un pārkristalizācijas ceļā starp graudiem. Tvaika pārklāšanas metode ir silīcija karbīda nogulsnēšana uz substrāta virsmas, izmantojot ķīmisku tvaiku reakciju augstā temperatūrā, tādējādi veidojot augstas tīrības pakāpes silīcija karbīda plēvi vai konstrukcijas daļas. Šīm divām tehnoloģijām ir savas priekšrocības. Pulvera saķepināšanas metode ir piemērota liela mēroga ražošanai, un tai ir zemas izmaksas, savukārt tvaiku pārklāšanas metode var nodrošināt augstāku tīrību un blīvāku struktūru, un to plaši izmanto pusvadītāju jomā.

2. Materiālu īpašībaspārkristalizēta silīcija karbīda keramika

Rekristalizēta silīcija karbīda keramikas izcilā īpašība ir tās lieliskā veiktspēja augstas temperatūras vidē. Šī materiāla kušanas temperatūra ir pat 2700°C, un tam ir laba mehāniskā izturība augstās temperatūrās. Turklāt pārkristalizētajam silīcija karbīdam ir arī lieliska oksidācijas un korozijas izturība, un tas var palikt stabils ekstremālās ķīmiskās vidēs. Tāpēc RSiC keramika ir plaši izmantota augstas temperatūras krāšņu, augstas temperatūras ugunsizturīgo materiālu un ķīmisko iekārtu jomā.

Turklāt pārkristalizētam silīcija karbīdam ir augsta siltumvadītspēja un tas var efektīvi vadīt siltumu, tāpēc tam ir svarīga pielietojuma vērtībaMOCVD reaktoriun termiskās apstrādes iekārtas pusvadītāju plāksnīšu ražošanā. Tā augstā siltumvadītspēja un termiskā triecienizturība nodrošina iekārtas uzticamu darbību ekstremālos apstākļos.

3. Rekristalizētas silīcija karbīda keramikas pielietojuma jomas

Pusvadītāju ražošana: pusvadītāju rūpniecībā pārkristalizēta silīcija karbīda keramika tiek izmantota substrātu un balstu ražošanai MOCVD reaktoros. Pateicoties augstajai temperatūras izturībai, izturībai pret koroziju un augstu siltumvadītspēju, RSiC materiāli var uzturēt stabilu veiktspēju sarežģītās ķīmiskās reakcijas vidēs, nodrošinot pusvadītāju plātņu kvalitāti un ražu.

Fotoelementu nozare: fotoelementu nozarē RSiC izmanto kristāla augšanas iekārtu atbalsta struktūras ražošanai. Tā kā fotoelektrisko elementu ražošanas procesā kristālu augšana ir jāveic augstā temperatūrā, pārkristalizēta silīcija karbīda karstumizturība nodrošina iekārtas ilgstošu stabilu darbību.

Augstas temperatūras krāsnis: RSiC keramiku plaši izmanto arī augstas temperatūras krāsnīs, piemēram, vakuuma krāšņu, kausēšanas krāšņu un citu iekārtu oderēs un komponentos. Tā termiskā triecienizturība un izturība pret oksidāciju padara to par vienu no neaizvietojamiem materiāliem augstas temperatūras nozarēs.

4. Rekristalizēta silīcija karbīda keramikas izpētes virziens

Pieaugot pieprasījumam pēc augstas veiktspējas materiāliem, pakāpeniski ir kļuvis skaidrs pārkristalizēta silīcija karbīda keramikas pētniecības virziens. Turpmākajos pētījumos galvenā uzmanība tiks pievērsta šādiem aspektiem:

Materiālu tīrības uzlabošana: lai izpildītu augstākas tīrības prasības pusvadītāju un fotoelementu jomā, pētnieki pēta veidus, kā uzlabot RSiC tīrību, uzlabojot tvaiku pārklāšanas tehnoloģiju vai ieviešot jaunas izejvielas, tādējādi palielinot tā pielietojuma vērtību šajās augsto tehnoloģiju jomās. .

Mikrostruktūras optimizēšana: kontrolējot saķepināšanas apstākļus un pulvera daļiņu sadalījumu, pārkristalizētā silīcija karbīda mikrostruktūru var vēl vairāk optimizēt, tādējādi uzlabojot tā mehāniskās īpašības un termiskā trieciena izturību.

Funkcionālie kompozītmateriāli: lai pielāgotos sarežģītākām lietošanas vidēm, pētnieki mēģina apvienot RSiC ar citiem materiāliem, lai izstrādātu kompozītmateriālus ar daudzfunkcionālām īpašībām, piemēram, pārkristalizētus silīcija karbīda kompozītmateriālus ar lielāku nodilumizturību un elektrisko vadītspēju.

5. Secinājums

Rekristalizēta silīcija karbīda keramika kā augstas veiktspējas materiāls ir plaši izmantota daudzās jomās, jo tai ir lieliskas īpašības augstā temperatūrā, izturība pret oksidēšanu un izturība pret koroziju. Turpmākie pētījumi būs vērsti uz materiālu tīrības uzlabošanu, mikrostruktūras optimizēšanu un kompozītmateriālu funkcionālu izstrādi, lai apmierinātu pieaugošās rūpnieciskās vajadzības. Paredzams, ka, pateicoties šiem tehnoloģiskajiem jauninājumiem, pārkristalizētajai silīcija karbīda keramikai būs lielāka nozīme augsto tehnoloģiju jomās.