അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൻ കീഴിലുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ മെറ്റീരിയൽ ഘടനയും ഗുണങ്ങളും

ആധുനിക സി, എൻ, ബി, മറ്റ് നോൺ-ഓക്സൈഡ് ഹൈ-ടെക് റിഫ്രാക്റ്ററി അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ, അന്തരീക്ഷമർദ്ദം സിൻ്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വിപുലവും സാമ്പത്തികവുമാണ്, എമറി അല്ലെങ്കിൽ റിഫ്രാക്റ്ററി മണൽ എന്ന് പറയാം. ശുദ്ധമായ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് നിറമില്ലാത്ത സുതാര്യമായ ക്രിസ്റ്റലാണ്. അപ്പോൾ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ മെറ്റീരിയൽ ഘടനയും സവിശേഷതകളും എന്താണ്?

അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൻ കീഴിൽ സിൻ്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്

അന്തരീക്ഷമർദ്ദം സിൻ്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ മെറ്റീരിയൽ ഘടന:

വ്യവസായത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന അന്തരീക്ഷമർദ്ദം സിൻ്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്, മാലിന്യങ്ങളുടെ തരവും ഉള്ളടക്കവും അനുസരിച്ച് ഇളം മഞ്ഞ, പച്ച, നീല, കറുപ്പ് എന്നിവയാണ്, കൂടാതെ പരിശുദ്ധി വ്യത്യസ്തവും സുതാര്യതയും വ്യത്യസ്തവുമാണ്. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയെ ആറ് പദങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ ഡയമണ്ട് ആകൃതിയിലുള്ള പ്ലൂട്ടോണിയം, ക്യൂബിക് പ്ലൂട്ടോണിയം-sic എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയിലെ കാർബണിൻ്റെയും സിലിക്കൺ ആറ്റങ്ങളുടെയും വ്യത്യസ്ത സ്റ്റാക്കിംഗ് ക്രമം കാരണം പ്ലൂട്ടോണിയം-സിക് പലതരം രൂപഭേദം ഉണ്ടാക്കുന്നു, കൂടാതെ 70-ലധികം തരത്തിലുള്ള രൂപഭേദം കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. ബീറ്റ-എസ്ഐസി 2100-ന് മുകളിൽ ആൽഫ-എസ്ഐസി ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു. സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ വ്യാവസായിക പ്രക്രിയ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ക്വാർട്‌സ് മണലും പെട്രോളിയം കോക്കും ഉപയോഗിച്ച് പ്രതിരോധ ചൂളയിൽ ശുദ്ധീകരിക്കുന്നു. ശുദ്ധീകരിച്ച സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ബ്ലോക്കുകൾ തകർത്ത്, ആസിഡ്-ബേസ് ക്ലീനിംഗ്, കാന്തിക വേർതിരിക്കൽ, സ്ക്രീനിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ വെള്ളം തിരഞ്ഞെടുക്കൽ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് വിവിധതരം കണികാ വലിപ്പ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നു.

അന്തരീക്ഷമർദ്ദം സിൻ്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ മെറ്റീരിയൽ സവിശേഷതകൾ:

സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന് നല്ല രാസ സ്ഥിരത, താപ ചാലകത, താപ വികാസ ഗുണകം, ധരിക്കാനുള്ള പ്രതിരോധം എന്നിവയുണ്ട്, അതിനാൽ ഉരച്ചിലിൻ്റെ ഉപയോഗത്തിന് പുറമേ, നിരവധി ഉപയോഗങ്ങളുണ്ട്: ഉദാഹരണത്തിന്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി ടർബൈൻ ഇംപെല്ലറിൻ്റെ അല്ലെങ്കിൽ സിലിണ്ടർ ബ്ലോക്കിൻ്റെ ആന്തരിക ഭിത്തിയിൽ പൂശുന്നു. വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം മെച്ചപ്പെടുത്താനും ആയുസ്സ് 1 മുതൽ 2 മടങ്ങ് വരെ നീട്ടാനും കഴിയുന്ന ഒരു പ്രത്യേക പ്രക്രിയ. ചൂട് പ്രതിരോധം, ചെറിയ വലിപ്പം, ഭാരം കുറഞ്ഞ, ഉയർന്ന ഗ്രേഡ് റിഫ്രാക്റ്ററി വസ്തുക്കളുടെ ഉയർന്ന ശക്തി, ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത വളരെ നല്ലതാണ്. ലോ-ഗ്രേഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (ഏകദേശം 85% SiC ഉൾപ്പെടെ) സ്റ്റീൽ നിർമ്മാണ വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും സ്റ്റീലിൻ്റെ ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് രാസഘടന എളുപ്പത്തിൽ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുമുള്ള ഒരു മികച്ച ഡീഓക്സിഡൈസറാണ്. കൂടാതെ, സിലിക്കൺ കാർബൺ തണ്ടുകളുടെ വൈദ്യുത ഭാഗങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ അന്തരീക്ഷമർദ്ദം സിൻ്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വളരെ കഠിനമാണ്. മോർസ് കാഠിന്യം 9.5 ആണ്, ലോകത്തിലെ ഹാർഡ് ഡയമണ്ട് (10) കഴിഞ്ഞാൽ രണ്ടാമത്തേത്, മികച്ച താപ ചാലകതയുള്ള ഒരു അർദ്ധചാലകമാണ്, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഓക്സീകരണത്തെ ചെറുക്കാൻ കഴിയും. സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന് കുറഞ്ഞത് 70 ക്രിസ്റ്റലിൻ തരങ്ങളുണ്ട്. പ്ലൂട്ടോണിയം-സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഒരു സാധാരണ ഐസോമറാണ്, അത് 2000-ന് മുകളിലുള്ള താപനിലയിൽ രൂപം കൊള്ളുന്നു, കൂടാതെ ഒരു ഷഡ്ഭുജാകൃതിയിലുള്ള ക്രിസ്റ്റലിൻ ഘടനയുണ്ട് (വുർട്ട്സൈറ്റിന് സമാനമായത്). അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൻ കീഴിൽ സിൻ്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്

അർദ്ധചാലക വ്യവസായത്തിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ പ്രയോഗം

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് അർദ്ധചാലക വ്യവസായ ശൃംഖലയിൽ പ്രധാനമായും സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഹൈ-പ്യൂരിറ്റി പൗഡർ, സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്, എപിടാക്‌സിയൽ ഷീറ്റ്, പവർ ഘടകങ്ങൾ, മൊഡ്യൂൾ പാക്കേജിംഗ്, ടെർമിനൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

1. സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഒരു അർദ്ധചാലക സപ്പോർട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയൽ, ചാലക പദാർത്ഥം, എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഗ്രോത്ത് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് എന്നിവയാണ്. നിലവിൽ, SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ വളർച്ചാ രീതികളിൽ ഫിസിക്കൽ നീരാവി കൈമാറ്റ രീതി (PVT രീതി), ലിക്വിഡ് ഫേസ് രീതി (LPE രീതി), ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള രാസ നീരാവി നിക്ഷേപ രീതി (HTCVD രീതി) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൻ കീഴിൽ സിൻ്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്

2. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഷീറ്റ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഷീറ്റ്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഷീറ്റ്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിന് ചില ആവശ്യകതകളുള്ള സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ അതേ ദിശയിലുള്ള സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ ഫിലിം (എപിറ്റാക്സിയൽ ലെയർ). പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ, വൈഡ് ബാൻഡ് ഗ്യാപ്പ് അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളെല്ലാം മിക്കവാറും എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ലെയറിലാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്, കൂടാതെ സിലിക്കൺ ചിപ്പ് തന്നെ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റായി മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കൂ, GaN എപ്പിടാക്‌സിയൽ ലെയറിൻ്റെ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഉൾപ്പെടെ.

3. ഹൈ-പ്യൂരിറ്റി സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൗഡർ പിവിടി രീതിയിലുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ വളർച്ചയ്ക്കുള്ള അസംസ്കൃത വസ്തുവാണ് ഹൈ-പ്യൂരിറ്റി സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൗഡർ, കൂടാതെ ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ പരിശുദ്ധി സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ വളർച്ചാ ഗുണനിലവാരത്തെയും വൈദ്യുത സവിശേഷതകളെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു.

4. ഉയർന്ന ഊഷ്മാവ്, ഉയർന്ന ആവൃത്തി, ഉയർന്ന ദക്ഷത എന്നിവയുടെ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് മെറ്റീരിയൽ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച വൈഡ്-ബാൻഡ് പവർ ആണ് പവർ ഉപകരണം. ഉപകരണത്തിൻ്റെ പ്രവർത്തന രൂപമനുസരിച്ച്, SiC പവർ സപ്ലൈ ഉപകരണത്തിൽ പ്രധാനമായും ഒരു പവർ ഡയോഡും പവർ സ്വിച്ച് ട്യൂബും ഉൾപ്പെടുന്നു.

5. ടെർമിനൽ മൂന്നാം തലമുറയിലെ അർദ്ധചാലക പ്രയോഗങ്ങളിൽ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്ക് ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്ക് പൂരകമെന്ന നേട്ടമുണ്ട്. ഉയർന്ന പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത, കുറഞ്ഞ തപീകരണ സവിശേഷതകൾ, ഭാരം കുറഞ്ഞതും SiC ഉപകരണങ്ങളുടെ മറ്റ് ഗുണങ്ങളും കാരണം, ഡൗൺസ്ട്രീം വ്യവസായത്തിൻ്റെ ആവശ്യം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ SiO2 ഉപകരണങ്ങൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാനുള്ള പ്രവണതയുണ്ട്.