Amin'izao fotoana izao,silisiôna karbida (SiC)dia fitaovana seramika thermally conductive izay mianatra mavitrika ao an-trano sy any ivelany. Ny conductivity thermal theoretical an'ny SiC dia avo dia avo, ary ny endrika kristaly sasany dia mety hahatratra 270W / mK, izay efa mpitarika amin'ny fitaovana tsy mitondra. Ohatra, ny fampiharana ny conductivity mafana SiC dia azo jerena ao amin'ny substrate fitaovana ny semiconductor fitaovana, avo mafana conductivity seramika fitaovana, heaters sy fanafanana takelaka ho an'ny fanodinana semiconductor, capsule fitaovana ho an'ny solika nokleary, ary entona famehezana peratra ho an'ny compressor paompy.
Fampiharana nysilisiôma carbideamin'ny sehatry ny semiconductor
Ny fikosoham-bary sy ny fitaovana dia fitaovana fizotry ny famokarana silisiôma amin'ny indostrian'ny semiconductor. Raha vita amin'ny vy na vy karbônina ny kapila fikosoham-bary, dia fohy ny androm-panompoany ary lehibe ny tahan'ny fanitarana mafana. Nandritra ny fanodinana ny silisiôma wafers, indrindra mandritra ny hafainganam-pandeha ambony fikosoham-bary na polishing, noho ny akanjo sy ny mafana deformation ny fikosoham-bary, ny fisaka sy ny parallèle ny silicone wafer dia sarotra azo antoka. Ny kapila fikosoham-bary vita amin'nysilisiôma carbide seramikadia ambany noho ny hamafin'ny avo, ary ny fanitarana hafanana mafana dia mitovy amin'ny an'ny silisiôna wafers, noho izany dia mety ho voatoto sy voaporitra amin'ny hafainganam-pandeha avo.
Ho fanampin'izany, rehefa amboarina ny wafers silisiôma, dia mila mandalo fitsaboana hafanana avo lenta izy ireo ary matetika entina amin'ny fitaovana carbide silisiôma. Izy ireo dia mahatohitra hafanana ary tsy manimba. Ny karbaona mitovy amin'ny diamondra (DLC) sy ny coatings hafa dia azo ampiharina amin'ny ety ivelany mba hanatsarana ny fampisehoana, hanamaivanana ny fahasimban'ny wafer, ary hisorohana ny fiparitahan'ny loto.
Ankoatr'izay, amin'ny maha-solontena ny fitaovana semiconductor midadasika midadasika, silisiôma carbide tokana kristaly dia manana fananana toy ny sakan'ny bandgap lehibe (eo ho eo amin'ny 3 heny amin'ny an'ny Si), conductivity mafana avo (eo amin'ny 3.3 heny amin'ny an'ny Si na in-10). ny an'ny GaAs), ny tahan'ny fifindra-monina saturation elektronika avo lenta (eo ho eo amin'ny 2,5 heny noho ny an'ny Si) ary ny saha elektrika fahapotehana avo (eo amin'ny 10 heny noho ny an'ny Si na in-5 ny an'ny GaAs). Ny fitaovana SiC dia mameno ny lesoka amin'ny fitaovana semiconductor nentim-paharazana amin'ny fampiharana azo ampiharina ary lasa lasa mahazatra ny semiconductor herinaratra.
Nitombo be ny fangatahana ho an'ny seramika silisiôma karbida avo lenta
Miaraka amin'ny fivoarana mitohy ny siansa sy ny teknolojia, ny fangatahana ny fampiharana ny silisiôma carbide seramika amin'ny semiconductor saha dia nitombo be, ary ny conductivity mafana mafana dia famantarana lehibe ho an'ny fampiharana azy amin'ny fitaovana famokarana semiconductor. Noho izany, zava-dehibe ny hanamafisana ny fikarohana momba ny seramika karbida silisiôma avo lenta. Ny fampihenana ny votoatin'ny oksizenina lattice, ny fanatsarana ny hakitroky, ary ny fanaraha-maso ara-drariny ny fizarana ny dingana faharoa amin'ny lattice no fomba lehibe hanatsarana ny conductivity mafana amin'ny seramika silisiôma carbide.
Amin'izao fotoana izao, vitsy ny fanadihadiana momba ny seramika silisiôma karbida avo lenta ao amin'ny fireneko, ary mbola misy elanelana lehibe raha oharina amin'ny haavon'izao tontolo izao. Ny torolalana fikarohana ho avy dia ahitana:
● Manamafy ny fizotry ny fanomanana ny fikarohana silisiôma carbide seramika vovoka. Ny fanomanana ny vovoka silisiôma silisiôma ambany oksizenina madio sy oksizenina no fototry ny fanomanana ny seramika silisiôma silisiôma avo lenta;
● Hamafisina ny fifantenana ny fitaovana sintering sy ny fikarohana ara-teorika mifandraika amin'izany;
●Manamafy ny fikarohana sy ny fampandrosoana ny fitaovana sintering avo lenta. Amin'ny alàlan'ny fanaraha-maso ny dingan'ny sintering mba hahazoana microstructure mety, dia fepetra ilaina ny hahazoana seramika silisiôma carbide silisiôma avo lenta.
Fepetra hanatsarana ny conductivity mafana ny silisiôma carbide seramika
Ny fanalahidin'ny fanatsarana ny conductivity mafana amin'ny seramika SiC dia ny fampihenana ny fatran'ny fanaparitahana phonon ary ny fampitomboana ny lalana malalaka phonon. Ny conductivity mafana amin'ny SiC dia hohatsaraina amin'ny fomba mahomby amin'ny fampihenana ny porosity sy ny sisin-tany amin'ny seramika SiC, ny fanatsarana ny fahadiovan'ny sisin'ny voa SiC, ny fampihenana ny loto SiC lattice na ny lesoka, ary ny fampitomboana ny fifindran'ny hafanana amin'ny SiC. Amin'izao fotoana izao, ny fanatsarana ny karazana sy ny votoatin'ny fitaovana sintering ary ny fitsaboana hafanana amin'ny hafanana dia ny fepetra lehibe hanatsarana ny conductivity mafana amin'ny seramika SiC.
① Fanatsarana ny karazana sy ny votoatin'ny fitaovana sintering
Ny fanampiana sintering isan-karazany dia matetika ampiana rehefa manomana seramika SiC conductivity mafana. Anisan'izany, ny karazana sy ny votoatin'ny fanampiana sintering dia misy fiantraikany lehibe amin'ny conductivity mafana amin'ny seramika SiC. Ohatra, ny singa Al na O ao amin'ny rafitra sintering Al2O3 dia mora levona ao amin'ny lattice SiC, ka miteraka fahabangan-toerana sy tsy fahampiana, izay mitarika amin'ny fitomboan'ny fatran'ny fanaparitahana phonon. Ankoatra izany, raha ambany ny votoatin'ny sintering, ny fitaovana dia sarotra ny manindrona sy mihamatanjaka, ary ny avo lenta amin'ny sintering dia miteraka ny fitomboan'ny loto sy ny kilema. Mety hanakana ny fitomboan'ny voam-bary SiC koa ny fanampiana amin'ny sintering amin'ny dingan-drano be loatra ary hampihena ny lalana malalaka amin'ny fonena. Noho izany, mba hanomanana avo mafana conductivity SiC seramika, dia ilaina ny hampihenana ny votoatin'ny sintering fanampiana araka izay azo atao raha mahafeno ny fepetra takian'ny sintering hakitroky, ary miezaka ny mifidy sintering fanampiana izay sarotra levona ao amin'ny SiC makarakara.
* Toetra mafana amin'ny seramika SiC rehefa ampiana fanampiana sintering samihafa
Amin'izao fotoana izao, ny seramika SiC mafana voasivana miaraka amin'ny BeO ho toy ny fanampiana sintering dia manana ny hafanana ambony indrindra amin'ny hafanana mafana (270W·m-1·K-1). Na izany aza, ny BeO dia akora tena misy poizina sy kansera, ary tsy mety amin'ny fampiharana miparitaka any amin'ny laboratoara na ny indostria. Ny teboka eutektika ambany indrindra amin'ny rafitra Y2O3-Al2O3 dia 1760 ℃, izay fanampiana sintering amin'ny ranon-javatra mahazatra ho an'ny seramika SiC. Na izany aza, satria Al3 + dia mora levona ao amin'ny SiC lattice, rehefa ity rafitra ity dia ampiasaina ho toy ny sintering fanampiana, ny efitrano-mari-panaon'ny hafanana conductivity ny SiC seramika dia latsaky ny 200W·m-1·K-1.
Ny singa tsy fahita firy toy ny Y, Sm, Sc, Gd ary La dia tsy mora levona ao amin'ny SiC lattice ary manana oksizenina avo lenta, izay mety hampihena ny oksizenina ao amin'ny SiC lattice. Noho izany, ny rafitra Y2O3-RE2O3 (RE = Sm, Sc, Gd, La) dia fanampiana sintering mahazatra amin'ny fanomanana ny seramika SiC avo lenta (> 200W · m-1 · K-1). Raha raisina ho ohatra ny fanampiana sintering rafitra Y2O3-Sc2O3 dia lehibe ny sandan'ny fivilian'ny ion an'ny Y3+ sy Si4+, ary tsy mandalo vahaolana mafy izy roa. Ny solubility ny Sc amin'ny SiC madio amin'ny 1800 ~ 2600 ℃ dia kely, eo amin'ny (2 ~ 3) × 1017atoms · cm-3.
② Fitsaboana hafanana ambony
Ny fitsaboana hafanana amin'ny hafanana ambony amin'ny seramika SiC dia manampy amin'ny fanafoanana ny lesoka amin'ny lattice, ny dislocations ary ny adin-tsaina sisa, mampiroborobo ny fiovan'ny rafitry ny fitaovana amorphous sasany ho kristaly, ary manalefaka ny fiantraikan'ny fanaparitahana phonon. Ankoatr'izay, ny fitsaboana hafanana amin'ny hafanana dia afaka mampiroborobo tsara ny fitomboan'ny voa SiC, ary amin'ny farany dia manatsara ny toetra mahamay ny fitaovana. Ohatra, taorian'ny fitsaboana hafanana avo lenta amin'ny 1950 ° C, dia nitombo ny coefficient diffusion mafana amin'ny seramika SiC avy amin'ny 83.03mm2 · s-1 ka hatramin'ny 89.50mm2 · s-1, ary nitombo ny conductivity mafana amin'ny hafanana amin'ny efitrano 180.94W · m. -1·K-1 hatramin’ny 192.17W·m-1·K-1. Ny fitsaboana hafanana amin'ny hafanana avo dia manatsara ny fahaiza-manaon'ny deoxidation amin'ny fanampiana sintering amin'ny sisin'ny SiC sy ny mason-koditra, ary mahatonga ny fifandraisana eo amin'ny voamadinika SiC ho henjana kokoa. Taorian'ny fitsaboana hafanana amin'ny mari-pana ambony, ny conductivity mafana amin'ny mari-pana amin'ny efitranon'ny seramika SiC dia nihatsara be.
Fotoana fandefasana: Oct-24-2024