Rekrystalizowanyceramika z węglika krzemu (RSiC).obszarwysokiej jakości materiał ceramiczny. Ze względu na doskonałą odporność na wysokie temperatury, odporność na utlenianie, odporność na korozję i wysoką twardość, jest szeroko stosowany w wielu dziedzinach, takich jak produkcja półprzewodników, przemysł fotowoltaiczny, piece wysokotemperaturowe i sprzęt chemiczny. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na wysokowydajne materiały we współczesnym przemyśle, badania i rozwój ceramiki z rekrystalizowanego węglika krzemu pogłębiają się.
1. Technologia przygotowaniaceramika z rekrystalizowanego węglika krzemu
Technologia przygotowania rekrystalizowanegoceramika z węglika krzemuobejmuje głównie dwie metody: spiekanie proszków i osadzanie z fazy gazowej (CVD). Wśród nich metoda spiekania proszków polega na spiekaniu proszku węglika krzemu w środowisku o wysokiej temperaturze, tak aby cząstki węglika krzemu tworzyły gęstą strukturę poprzez dyfuzję i rekrystalizację pomiędzy ziarnami. Metoda osadzania z fazy gazowej polega na osadzaniu węglika krzemu na powierzchni podłoża w drodze chemicznej reakcji z parą w wysokiej temperaturze, tworząc w ten sposób warstwę lub części konstrukcyjne z węglika krzemu o wysokiej czystości. Te dwie technologie mają swoje zalety. Metoda spiekania proszków jest odpowiednia do produkcji na dużą skalę i ma niski koszt, podczas gdy metoda osadzania z fazy gazowej może zapewnić wyższą czystość i gęstszą strukturę i jest szeroko stosowana w dziedzinie półprzewodników.
2. Właściwości materiałuceramika z rekrystalizowanego węglika krzemu
Wyjątkową cechą ceramiki z rekrystalizowanego węglika krzemu jest jej doskonała wydajność w środowiskach o wysokiej temperaturze. Temperatura topnienia tego materiału wynosi aż 2700°C i ma dobrą wytrzymałość mechaniczną w wysokich temperaturach. Ponadto rekrystalizowany węglik krzemu ma również doskonałą odporność na utlenianie i korozję oraz może pozostać stabilny w ekstremalnych środowiskach chemicznych. Dlatego ceramika RSiC jest szeroko stosowana w piecach wysokotemperaturowych, wysokotemperaturowych materiałach ogniotrwałych i sprzęcie chemicznym.
Ponadto rekrystalizowany węglik krzemu ma wysoką przewodność cieplną i może skutecznie przewodzić ciepło, co sprawia, że ma ważną wartość aplikacyjną wreaktory MOCVDi sprzęt do obróbki cieplnej przy produkcji płytek półprzewodnikowych. Wysoka przewodność cieplna i odporność na szok termiczny zapewniają niezawodną pracę sprzętu w ekstremalnych warunkach.
3. Obszary zastosowań ceramiki z rekrystalizowanego węglika krzemu
Produkcja półprzewodników: W przemyśle półprzewodników do produkcji podłoży i nośników w reaktorach MOCVD używa się rekrystalizowanej ceramiki z węglika krzemu. Ze względu na odporność na wysoką temperaturę, odporność na korozję i wysoką przewodność cieplną materiały RSiC mogą utrzymać stabilną wydajność w złożonych środowiskach reakcji chemicznych, zapewniając jakość i wydajność płytek półprzewodnikowych.
Przemysł fotowoltaiczny: W przemyśle fotowoltaicznym RSiC służy do produkcji konstrukcji nośnej sprzętu do hodowli kryształów. Ponieważ podczas procesu produkcyjnego ogniw fotowoltaicznych wzrost kryształów musi odbywać się w wysokiej temperaturze, odporność cieplna rekrystalizowanego węglika krzemu zapewnia długoterminową stabilną pracę sprzętu.
Piece wysokotemperaturowe: Ceramika RSiC jest również szeroko stosowana w piecach wysokotemperaturowych, takich jak wykładziny i elementy pieców próżniowych, pieców do topienia i innego sprzętu. Odporność na szok termiczny i odporność na utlenianie sprawiają, że jest to jeden z niezastąpionych materiałów w przemyśle wysokotemperaturowym.
4. Kierunki badań ceramiki z rekrystalizowanego węglika krzemu
Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na materiały o wysokiej wydajności, kierunek badań nad ceramiką z rekrystalizowanego węglika krzemu stopniowo stał się jasny. Przyszłe badania będą skupiać się na następujących aspektach:
Poprawa czystości materiału: aby spełnić wyższe wymagania dotyczące czystości w dziedzinie półprzewodników i fotowoltaiki, badacze badają sposoby poprawy czystości RSiC poprzez ulepszenie technologii osadzania z fazy gazowej lub wprowadzenie nowych surowców, zwiększając w ten sposób jego wartość aplikacyjną w tych zaawansowanych technologicznie dziedzinach .
Optymalizacja mikrostruktury: Kontrolując warunki spiekania i rozkład cząstek proszku, można dalej optymalizować mikrostrukturę rekrystalizowanego węglika krzemu, poprawiając w ten sposób jego właściwości mechaniczne i odporność na szok termiczny.
Funkcjonalne materiały kompozytowe: aby dostosować się do bardziej złożonych środowisk użytkowania, badacze próbują połączyć RSiC z innymi materiałami, aby opracować materiały kompozytowe o właściwościach wielofunkcyjnych, takie jak materiały kompozytowe na bazie rekrystalizowanego węglika krzemu o wyższej odporności na zużycie i przewodności elektrycznej.
5. Wniosek
Jako materiał o wysokiej wydajności, ceramika z rekrystalizowanego węglika krzemu jest szeroko stosowana w wielu dziedzinach ze względu na ich doskonałe właściwości w zakresie wysokiej temperatury, odporności na utlenianie i odporności na korozję. Przyszłe badania będą skupiać się na poprawie czystości materiałów, optymalizacji mikrostruktury i opracowaniu funkcjonalnych materiałów kompozytowych, aby sprostać rosnącym potrzebom przemysłowym. Oczekuje się, że dzięki tym innowacjom technologicznym ceramika z rekrystalizowanego węglika krzemu będzie odgrywać większą rolę w bardziej zaawansowanych dziedzinach technologii.
Czas publikacji: 24 października 2024 r