اعلي پاڪائي SiC سنگل کرسٽل پائوڊر جي جوڙجڪ عمل

silicon carbide واحد ڪرسٽل ترقي جي عمل ۾، جسماني وانپ ٽرانسپورٽ موجوده مکيه وهڪرو صنعتي طريقو آهي. PVT ترقي جو طريقو لاء،silicon carbide پائوڊرترقي جي عمل تي وڏو اثر آهي. جي سڀ پيراگرافsilicon carbide پائوڊرسڌو سنئون اڪيلو ڪرسٽل جي ترقي ۽ برقي ملڪيت جي معيار کي متاثر ڪري ٿو. موجوده صنعتي ايپليڪيشنن ۾، عام طور تي استعمال ٿيلsilicon carbide پائوڊرsynthesis عمل خود پروپيگنڊا اعلي-درجه حرارت synthesis طريقو آهي.
خود پروپيگنڊا تيز گرمي پد جي ٺهڻ جو طريقو اعلي درجه حرارت استعمال ڪري ٿو ته ري ايڪٽرن کي ڪيميائي رد عمل شروع ڪرڻ لاء ابتدائي گرمي ڏي، ۽ پوء پنهنجي ڪيميائي رد عمل جي گرمي کي استعمال ڪري ٿو ته غير رد عمل واري مواد کي ڪيميائي رد عمل کي مڪمل ڪرڻ لاء جاري رکڻ جي اجازت ڏئي ٿي. بهرحال، جيئن ته سي ۽ سي جو ڪيميائي رد عمل گهٽ گرمي جاري ڪري ٿو، ان ردعمل کي برقرار رکڻ لاءِ ٻيا رد عمل شامل ڪرڻ گهرجن. تنهن ڪري، ڪيترن ئي عالمن هن بنياد تي هڪ بهتر خود پروپيگنڊا جي جوڙجڪ جو طريقو پيش ڪيو آهي، هڪ ايڪٽيويٽ متعارف ڪرايو. خود پروپيگنڊا جو طريقو لاڳو ڪرڻ نسبتا آسان آهي، ۽ مختلف سنٿيسس پيٽرولر کي مستحڪم ڪنٽرول ڪرڻ آسان آهي. وڏي پيماني تي ٺهڪندڙ صنعتي ضرورتن کي پورو ڪري ٿو.

1999 جي شروعات ۾، برجپورٽ خود پروپيگنڊا اعلي-درجه حرارت جي سنٿيسس جو طريقو استعمال ڪيو.سي سي پائوڊر، پر اهو استعمال ڪيو ethoxysilane ۽ phenol resin خام مال طور، جيڪو قيمتي هو. گاو پين ۽ ٻيا استعمال ڪيا ويا اعلي-پاڪيشن سي پاؤڊر ۽ سي پاؤڊر کي گڏ ڪرڻ لاء خام مال طورسي سي پائوڊرآرگن ماحول ۾ تيز گرمي جي رد عمل جي ڪري. ننگ لينا تيار ڪيو وڏو ذروسي سي پائوڊرثانوي synthesis جي ذريعي.

وچولي فريڪوئنسي انڊڪشن حرارتي فرنس تيار ڪئي وئي آهي سيڪنڊ ريسرچ انسٽيٽيوٽ آف چائنا اليڪٽرونڪس ٽيڪنالاجي گروپ ڪارپوريشن پاران هڪجهڙائي سان سلڪون پاؤڊر ۽ ڪاربان پاؤڊر کي هڪ خاص اسٽوچيوميٽرڪ تناسب ۾ ملائي ٿو ۽ انهن کي گريفائٽ ڪرسيبل ۾ رکي ٿو. جيgraphite crucibleگرم ڪرڻ لاءِ وچولي فريڪوئنسي انڊڪشن حرارتي فرنس ۾ رکيل آهي، ۽ درجه حرارت جي تبديلي کي ترتيب ڏيڻ ۽ تبديل ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي گهٽ-درجه حرارت واري مرحلي ۽ اعليٰ درجه حرارت واري مرحلي سلکان ڪاربائڊ کي ترتيب سان. جيئن ته گهٽ درجه حرارت واري مرحلي ۾ β-SiC جي ٺهڪندڙ رد عمل جو گرمي پد Si جي وولٽيلائيزيشن جي درجه حرارت کان گهٽ آهي، اعلي خال هيٺ β-SiC جي ٺهڪندڙ خود پروپيگيشن کي يقيني بڻائي سگهي ٿي. آرگن، هائيڊروجن ۽ HCl گيس کي متعارف ڪرائڻ جو طريقو α-SiC جي ٺهڻ کي روڪي ٿو.سي سي پائوڊراعلي-پد جي اسٽيج ۾، ۽ α-SiC پائوڊر ۾ نائيٽروجن مواد کي مؤثر انداز ۾ گھٽائي سگھي ٿو.

شنڊونگ Tianyue هڪ سنٿيسس فرنس ٺاهيو، سلين گيس کي سلڪون خام مال ۽ ڪاربان پائوڊر کي ڪاربان خام مال طور استعمال ڪيو. متعارف ٿيل خام مال گيس جي مقدار کي ٻن قدمن جي ٺاھڻ واري طريقي سان ترتيب ڏني وئي، ۽ حتمي ٺھيل سلڪون ڪاربائڊ ذرات جي ماپ 50 ۽ 5 000 um جي وچ ۾ ھئي.

1 پاؤڊر جي جوڙجڪ جي عمل جي ڪنٽرول عنصر

1.1 ڪرسٽل جي واڌ تي پاؤڊر جي ذرات جي ماپ جو اثر
سلکان ڪاربائڊ پائوڊر جي ذرات جي ماپ کي ايندڙ واحد ڪرسٽل جي واڌ تي تمام ضروري اثر آهي. PVT طريقي سان SiC سنگل ڪرسٽل جي ترقي خاص طور تي گيس فيز جزو ۾ سلکان ۽ ڪاربن جي دالر تناسب کي تبديل ڪندي حاصل ڪئي وئي آهي، ۽ گيس فيز جزو ۾ سلکان ۽ ڪاربن جو دالر تناسب سلکان ڪاربائيڊ پائوڊر جي ذري جي سائيز سان لاڳاپيل آهي. . مجموعي دٻاء ۽ سلکان-ڪاربن جو تناسب ترقي جي سسٽم جي ذخيري جي گھٽتائي سان وڌي ٿو. جڏهن ذرات جي ماپ 2-3 ملي ايم کان 0.06 ملي ميٽر تائين گھٽجي ٿي، سلڪون-ڪاربن جو تناسب 1.3 کان 4.0 تائين وڌي ٿو. جڏهن ذرات هڪ خاص حد تائين ننڍا هوندا آهن، سي جزوي دٻاء وڌندا آهن، ۽ سي فلم جي هڪ پرت وڌندڙ ڪرسٽل جي مٿاڇري تي ٺهيل آهي، گيس-مائع-سلوڊ ترقي کي وڌايو، جيڪو پوليمورفيزم، نقطي نقص ۽ لائن جي خرابين کي متاثر ڪري ٿو. ڪرسٽل ۾. تنهن ڪري، اعلي پاڪائي silicon carbide پائوڊر جي particle سائيز چڱيء طرح ڪنٽرول هجڻ ضروري آهي.

ان کان علاوه، جڏهن سي سي پاؤڊر جي ذرات جو قد نسبتا ننڍڙو آهي، پاؤڊر تيزيء سان ٺهڪي اچي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ سي سي سنگل ڪرسٽل جي گهڻي واڌ جي نتيجي ۾. هڪ طرف، سي سي سنگل ڪرسٽل جي ترقي جي اعلي گرمي واري ماحول ۾، ٻن عملن جي ٺهڪندڙ ۽ ٺهڪندڙ طريقي سان گڏ ڪيا ويندا آهن. Silicon carbide پائوڊر ختم ٿي ويندو ۽ ڪاربان گئس جي مرحلي ۾ ۽ ٺھيل مرحلن جهڙوڪ Si, Si2C, SiC2 ۾ ڪاربن کي ختم ڪري ڇڏيندو، نتيجي ۾ پولي ڪرسٽل پائوڊر جي سنگين ڪاربنائيزيشن ۽ ڪرسٽل ۾ ڪاربان جي شموليت جي ٺهڻ جي نتيجي ۾؛ ٻئي طرف، جڏهن پائوڊر جي خراب ٿيڻ جي شرح نسبتا تيز آهي، وڌندڙ SiC سنگل ڪرسٽل جي ڪرسٽل ڍانچي کي تبديل ڪرڻ جو امڪان آهي، ان کي وڌندڙ SiC سنگل ڪرسٽل جي معيار کي ڪنٽرول ڪرڻ ڏکيو بڻائي ٿو.

1.2 پاؤڊر ڪرسٽل فارم جو اثر ڪرسٽل جي واڌ تي
PVT طريقي سان سي سي سنگل ڪرسٽل جي واڌ تيز درجه حرارت تي هڪ سربليميشن-ريڪريسٽلائيزيشن وارو عمل آهي. سي سي جي خام مال جي ڪرسٽل فارم ڪرسٽل جي ترقي تي هڪ اهم اثر آهي. پائوڊر جي ٺهڻ جي عمل ۾، يونٽ سيل جي ڪعبي ساخت سان گھٽ درجه حرارت جي جوڙجڪ مرحلو (β-SiC) ۽ يونٽ سيل جي هيڪساگونل ڍانچي سان گڏ اعلي درجه حرارت جي جوڙجڪ مرحلو (α-SiC) بنيادي طور تي پيدا ڪيو ويندو. . اتي ڪيترائي سلکان ڪاربائيڊ ڪرسٽل فارم ۽ هڪ تنگ درجه حرارت ڪنٽرول رينج آهن. مثال طور، 3C-SiC هيڪساگونل سلڪون ڪاربائيڊ پوليمورف ۾ تبديل ٿيندو، يعني 4H/6H-SiC، 1900°C کان مٿي گرمي پد تي.

اڪيلو ڪرسٽل جي ترقي جي عمل دوران، جڏهن β-SiC پائوڊر ڪرسٽل کي وڌائڻ لاء استعمال ڪيو ويندو آهي، سلکان-ڪاربن مولر تناسب 5.5 کان وڌيڪ آهي، جڏهن ته α-SiC پاؤڊر ڪرسٽل وڌائڻ لاء استعمال ڪيو ويندو آهي، سلکان-ڪاربن مولر تناسب 1.2 آهي. جڏهن درجه حرارت وڌي ٿو، هڪ مرحلو منتقلي صليب ۾ ٿيندي آهي. هن وقت، گئس جي مرحلي ۾ دال جو تناسب وڏو ٿي ويندو آهي، جيڪو ڪرسٽل جي واڌ لاء سازگار ناهي. ان کان علاوه، ٻيون گيس مرحلو نجاست، بشمول ڪاربان، سلڪون، ۽ سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ، آسانيءَ سان مرحليوار منتقلي جي عمل دوران پيدا ٿين ٿيون. انهن ناپاڪيءَ جي موجودگيءَ ڪري ڪرسٽل کي مائڪروٽيوبس ۽ وائڊس پيدا ٿئي ٿو. تنهن ڪري، پائوڊر ڪرسٽل فارم کي صحيح طور تي ڪنٽرول ڪيو وڃي.

1.3 ڪرسٽل جي واڌ تي پاؤڊر جي تڪليف جو اثر
سي سي پاؤڊر ۾ ناپاڪ مواد ڪرسٽل جي واڌ جي دوران غير معمولي نيوڪليشن کي متاثر ڪري ٿو. ناپاڪي جو مواد جيترو وڌيڪ هوندو، اوترو ئي گهٽ امڪان اهو هوندو آهي ته ڪرسٽل پاڻمرادو نيوڪيليٽ ٿئي. SiC لاءِ، مکيه ڌاتو جي ناپاڪيءَ ۾ B، Al، V، ۽ Ni شامل آهن، جيڪي سلڪون پاؤڊر ۽ ڪاربان پاؤڊر جي پروسيسنگ دوران پروسيسنگ اوزارن ذريعي متعارف ٿي سگھن ٿيون. انهن مان، بي ۽ ال سي سي ۾ مکيه اٿلي توانائي جي سطح قبول ڪندڙ نجاست آهن، جنهن جي نتيجي ۾ سي سي جي مزاحمت ۾ گهٽتائي آهي. ٻيون ڌاتو ناپاڪ توانائي جي ڪيترن ئي سطحن کي متعارف ڪرايو ويندو، جنهن جي نتيجي ۾ تيز گرمي پد تي SiC سنگل ڪرسٽل جي غير مستحڪم برقي ملڪيت، ۽ اعلي-پاڪ نيم-انسوليٽنگ سنگل کرسٽل سبسٽريٽس جي برقي ملڪيت تي وڌيڪ اثر پوي ٿي، خاص طور تي مزاحمت. تنهن ڪري، اعلي-پاسيري silicon carbide پائوڊر کي ممڪن طور تي گهڻو synthesized ڪيو وڃي.

1.4 پاؤڊر ۾ نائٽروجن مواد جو اثر ڪرسٽل جي واڌ تي
نائيٽروجن جي مواد جي سطح کي واحد ڪرسٽل سبسٽريٽ جي مزاحمت جو اندازو لڳائي ٿو. وڏن ٺاهيندڙن کي پاؤڊر جي جوڙجڪ دوران بالغ ڪرسٽل جي ترقي جي عمل جي مطابق مصنوعي مواد ۾ نائٽروجن ڊاپنگ ڪنسنٽريشن کي ترتيب ڏيڻ جي ضرورت آهي. هاء-پاڪ نيم-انسوليٽنگ سلکان ڪاربائڊ سنگل کرسٽل سبسٽريٽ فوجي بنيادي برقي اجزاء لاءِ سڀ کان وڌيڪ پرجوش مواد آهن. اعليٰ مزاحمتي ۽ شاندار بجليءَ جي خاصيتن سان اعليٰ پاڪائي واري نيم موصلي واري سنگل کرسٽل سبسٽريٽس کي وڌائڻ لاءِ، ذيلي ذخيري ۾ مکيه ناپاڪ نائيٽروجن جي مواد کي گهٽ سطح تي ڪنٽرول ڪيو وڃي. Conductive سنگل کرسٽل substrates جي ضرورت آهي نائٽروجن جي مواد کي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ نسبتا اعلي ڪنسنٽريشن تي.

2 پائوڊر جي جوڙجڪ لاء اهم ڪنٽرول ٽيڪنالاجي
silicon carbide substrates جي مختلف استعمال جي ماحول جي ڪري، ترقي پاؤڊر لاء ٺهيل ٽيڪنالاجي پڻ مختلف عمل آهي. N-type conductive سنگل کرسٽل ترقي پاؤڊر لاء، اعلي ناپاڪ پاڪائي ۽ واحد مرحلو گهربل آهي؛ جڏهن ته نيم انسوليٽنگ سنگل کرسٽل جي واڌ واري پائوڊر لاءِ، نائٽروجن جي مواد جي سخت ڪنٽرول جي ضرورت هوندي آهي.

2.1 پائوڊر ذرات جي ماپ ڪنٽرول
2.1.1 ٺهڪندڙ درجه حرارت
ٻين عمل جي حالتن کي تبديل نه ڪندي، 1900 ℃، 2000 ℃، 2100 ℃، ۽ 2200 ℃ جي جوڙجڪ جي گرمي پد تي پيدا ٿيل سي سي پاؤڊر نموني ۽ تجزيو ڪيو ويو. جيئن ته شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي، اهو ڏسي سگهجي ٿو ته ذري جي سائيز 250 ~ 600 μm آهي 1900 ℃ تي، ۽ ذري جي سائيز 2000 ℃ تي 600 ~ 850 μm تائين وڌي ٿي، ۽ ذرات جي سائيز ۾ وڏي تبديلي اچي ٿي. جڏهن گرمي پد 2100 ℃ تائين وڌندي رهي ٿي، سي سي پاؤڊر جي ذري جي سائيز 850 ~ 2360 μm آهي، ۽ واڌارو نرم ٿي ويندو آهي. 2200 ℃ تي SiC جي ذرات جي ماپ تقريبا 2360 μm تي مستحڪم آهي. 1900 ℃ کان synthesis گرمي پد ۾ اضافو SiC ذرات جي سائيز تي مثبت اثر ڇڏيو آهي. جڏهن ٺهڪندڙ گرمي پد 2100 ℃ کان وڌندي رهي ٿي، ذرڙي جي سائيز ۾ ڪا خاص تبديلي نه ايندي آهي. تنهن ڪري، جڏهن ٺهيل گرمي پد 2100 ℃ تي مقرر ڪئي وئي آهي، هڪ وڏي ذري جي سائيز کي گهٽ توانائي جي استعمال تي ٺهڪندڙ ڪري سگهجي ٿو.

2.1.2 ٺهڻ جو وقت
ٻين عمل جون حالتون بدلجندڙ نه رهنديون آهن، ۽ ترتيب ڏيڻ جو وقت ترتيب سان 4 h، 8 h، ۽ 12 h تي مقرر ڪيو ويو آهي. ٺاهيل سي سي پاؤڊر نموني جو تجزيو تصوير 2 ۾ ڏيکاريو ويو آهي. اهو معلوم ٿئي ٿو ته ٺهڪندڙ وقت سي سي جي ذيلي سائيز تي هڪ اهم اثر آهي. جڏهن ٺهڪندڙ وقت 4 ايڇ آهي، ذري جي سائيز خاص طور تي 200 μm تي ورهايو ويندو آهي؛ جڏهن ٺهڻ جو وقت 8 ڪلاڪ هوندو آهي، مصنوعي ذرن جي سائيز ۾ وڏي پيماني تي اضافو ٿيندو آهي، خاص طور تي تقريبا 1 000 μm تي ورهايو ويندو آهي؛ جيئن جيئن ٺڳيءَ جو وقت وڌندو وڃي ٿو، تيئن تيئن ذرڙن جي سائيز به وڌي ٿي، خاص طور تي تقريبن 2 000 μm تي ورهائجي ٿي.

2.1.3 خام مال جي ذرات جي ماپ جو اثر
جيئن ته گهريلو سلڪون مواد جي پيداوار جي زنجير کي تيزيء سان بهتر ڪيو ويو آهي، سلکان مواد جي پاڪائي پڻ وڌيڪ بهتر آهي. في الحال، سلڪون مواد جيڪي ٺهيل ۾ استعمال ڪيا ويا آهن بنيادي طور تي گرينولر سلکان ۽ پائوڊر سلڪون ۾ ورهايل آهن، جيئن شڪل 3 ۾ ڏيکاريل آهي.

سلکان ڪاربائڊ جي تجزيي جي تجربن کي هلائڻ لاء مختلف سلڪون خام مال استعمال ڪيا ويا. مصنوعي شين جو مقابلو شڪل 4 ۾ ڏيکاريو ويو آهي. تجزيو ڏيکاري ٿو ته جڏهن بلاڪ سلڪون خام مال استعمال ڪندي، سي عناصر جي وڏي مقدار پيداوار ۾ موجود آهن. ٻئي دفعي سلڪون بلاڪ کي کچلڻ کان پوء، مصنوعي پيداوار ۾ سي عنصر خاص طور تي گهٽجي ويو آهي، پر اهو اڃا تائين موجود آهي. آخرڪار، سلڪون پائوڊر جي جوڙجڪ لاء استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ صرف سي سي جي پيداوار ۾ موجود آهي. اهو ئي سبب آهي ته پيداوار جي عمل ۾، وڏي سائيز جي داڻي واري سلکان کي پهرين سطح جي ٺهڪندڙ رد عمل مان گذرڻ جي ضرورت آهي، ۽ سلکان ڪاربائڊ کي سطح تي ٺهيل آهي، جيڪا اندروني سي پاؤڊر کي وڌيڪ C پاؤڊر سان گڏ ٿيڻ کان روڪي ٿي. تنهن ڪري، جيڪڏهن بلاڪ سلڪون خام مال طور استعمال ڪيو وڃي، ان کي کچلڻ جي ضرورت آهي ۽ پوء ڪرسٽل جي واڌ لاء سلکان ڪاربائڊ پائوڊر حاصل ڪرڻ لاء ثانوي ٺهڪندڙ عمل جي تابع ڪيو وڃي.

2.2 پائوڊر ڪرسٽل فارم ڪنٽرول

2.2.1 سنٿيسس جي درجه حرارت جو اثر
ٻين عمل جي حالتن کي برقرار رکڻ ۾ ڪا به تبديلي ناهي، ٺهڪندڙ گرمي پد 1500 ℃، 1700 ℃، 1900 ℃، ۽ 2100 ℃، ۽ ٺاهيل سي سي پاؤڊر نموني ۽ تجزيو ڪيو ويو آهي. جيئن تصوير 5 ۾ ڏيکاريل آهي، β-SiC زميني پيلو آهي، ۽ α-SiC رنگ ۾ هلڪو آهي. synthesized پائوڊر جي رنگ ۽ مورفولوجي کي مشاهدو ڪندي، اهو طئي ڪري سگهجي ٿو ته ٺهيل پيداوار β-SiC آهي 1500 ℃ ۽ 1700 ℃ جي گرمي پد تي. 1900 ℃ تي، رنگ هلڪو ٿي ويندو آهي، ۽ هيڪساگونل ذرات ظاهر ٿيندا آهن، ظاهر ڪن ٿا ته گرمي پد 1900 ℃ تائين وڌڻ کان پوء، هڪ مرحلي جي منتقلي ٿيندي آهي، ۽ β-SiC جو حصو α-SiC ۾ تبديل ٿي ويندو آهي. جڏهن گرمي پد 2100 ℃ تائين وڌندو رهي ٿو، اهو معلوم ٿئي ٿو ته ٺهيل ذرات شفاف آهن، ۽ α-SiC بنيادي طور تي تبديل ٿي چڪو آهي.

2.2.2 ٺهڻ وقت جو اثر
ٻيون عمل جون حالتون بدلجندڙ نه رهنديون آهن، ۽ ترتيب ڏيڻ جو وقت ترتيب سان 4h، 8h ۽ 12h تي مقرر ٿيل آهي. ٺاهيل سي سي پاؤڊر نموني ۽ تجزيو ڪيو ويو آهي diffractometer (XRD). نتيجن کي شڪل 6 ۾ ڏيکاريو ويو آهي. سي سي پاؤڊر پاران ٺهيل پيداوار تي ٺهيل وقت جو هڪ خاص اثر آهي. جڏهن ٺهيل وقت 4 ايڇ ۽ 8 ايڇ آهي، مصنوعي پيداوار بنيادي طور تي 6H-SiC آهي؛ جڏهن ٺهيل وقت 12 ڪلاڪ آهي، 15R-SiC پيداوار ۾ ظاهر ٿئي ٿو.

2.2.3 خام مال جي تناسب جو اثر
ٻيا عمل اڻڄاتل رھندا آھن، سلڪون-ڪاربن جي مقدار جو تجزيو ڪيو ويندو آھي، ۽ تناسب 1.00، 1.05، 1.10 ۽ 1.15 آھن ترتيب جي تجربن لاء. نتيجا شڪل 7 ۾ ڏيکاريا ويا آهن.

XRD اسپيڪٽرم مان، اهو ڏسي سگھجي ٿو ته جڏهن سلکان-ڪاربن جو تناسب 1.05 کان وڌيڪ آهي، پيداوار ۾ اضافي سي ظاهر ٿئي ٿو، ۽ جڏهن سلڪون-ڪاربن جو تناسب 1.05 کان گهٽ آهي، اضافي سي ظاهر ٿئي ٿو. جڏهن سلکان-ڪاربن جو تناسب 1.05 آهي، مصنوعي پيداوار ۾ مفت ڪاربان بنيادي طور تي ختم ٿي ويندي آهي، ۽ ڪو به آزاد سلکان ظاهر نه ٿيندو آهي. تنهن ڪري، سلڪون-ڪاربن جي مقدار جو تناسب 1.05 هجڻ گهرجي ته جيئن اعلي-پاڪيء واري سي سي کي گڏ ڪرڻ لاء.

2.3 پاؤڊر ۾ گھٽ نائيٽروجن مواد جو ڪنٽرول
2.3.1 مصنوعي خام مال
هن تجربي ۾ استعمال ٿيل خام مال اعلي-پاڪيشن ڪاربن پائوڊر ۽ اعلي-پاڪيشن سلڪون پائوڊر آهن جن جو وچين قطر 20 μm آهي. انهن جي ننڍڙي ذرڙي جي سائيز ۽ وڏي مخصوص سطح جي ايراضيء جي ڪري، اهي هوا ۾ N2 جذب ڪرڻ آسان آهن. جڏهن پائوڊر کي ٺهرايو ويندو، اهو پاؤڊر جي ڪرسٽل شڪل ۾ آندو ويندو. N-قسم جي ڪرسٽل جي واڌ لاءِ، پاؤڊر ۾ N2 جي اڻ برابري ڊوپنگ ڪريسٽل جي اڻ برابري واري مزاحمت جي ڪري ٿي ۽ ڪرسٽل جي شڪل ۾ به تبديلي اچي ٿي. هائڊروجن متعارف ڪرائڻ کان پوءِ ٺهيل پاؤڊر جي نائيٽروجن مواد تمام گهٽ آهي. اهو ئي سبب آهي جو هائيڊروجن ماليڪيولن جو مقدار ننڍو هوندو آهي. جڏهن ڪاربان پاؤڊر ۽ سلڪون پاؤڊر ۾ جذب ​​ٿيل N2 کي گرم ڪيو ويندو آهي ۽ مٿاڇري کان ڊهي ويندو آهي، H2 مڪمل طور تي پاؤڊر جي وچ ۾ خال ۾ پنهنجي ننڍڙي حجم سان، N2 جي پوزيشن کي تبديل ڪري ٿو، ۽ N2 ويڪيوم جي عمل دوران صليب کان بچي ٿو، نائيٽروجن مواد کي ختم ڪرڻ جو مقصد حاصل ڪرڻ.

2.3.2 ٺهڪندڙ عمل
silicon carbide پائوڊر جي synthesis دوران، جيئن ڪاربان جوهر ۽ nitrogen atoms جي ريڊيس هڪجهڙائي آهي، nitrogen silicon carbide ۾ ڪاربان خالي جاءِ تبديل ڪندو، ان ڪري نائٽروجن مواد وڌائيندو. هي تجرباتي عمل H2 متعارف ڪرائڻ جو طريقو اختيار ڪري ٿو، ۽ H2 C2H2، C2H، ۽ SiH گيسز پيدا ڪرڻ لاءِ سنٿيسس ڪرسيبل ۾ ڪاربان ۽ سلڪون عناصر سان رد عمل ڪري ٿو. ڪاربان عنصر جو مواد گئس فيز ٽرانسميشن ذريعي وڌائي ٿو، ان ڪري ڪاربن جي خاليگي کي گھٽائي ٿو. نائيٽروجن کي ختم ڪرڻ جو مقصد حاصل ڪيو ويندو آهي.

2.3.3 پروسيس پس منظر نائٽروجن مواد ڪنٽرول
گريفائيٽ ڪرسيبل وڏي پورسيٽي سان اضافي C ذريعن طور استعمال ڪري سگھجن ٿا گئس فيز جي اجزاء ۾ Si وانپ کي جذب ڪرڻ لاءِ، گيس فيز حصن ۾ سي کي گھٽائڻ، ۽ اھڙي طرح سي/سي کي وڌائڻ لاءِ. ساڳئي وقت، گرافائٽ ڪرسيبل به Si2C، SiC2 ۽ SiC پيدا ڪرڻ لاءِ سي ماحول سان رد عمل ظاهر ڪري سگھن ٿا، جيڪو سي ماحول جي برابر آهي جيڪو سي ماخذ کي گريفائيٽ ڪرسيبل مان وڌائي ماحول ۾ آڻيندو آهي، سي تناسب وڌائيندو آهي، ۽ ڪاربن-سلڪون تناسب پڻ وڌائيندو آهي. . تنهن ڪري، ڪاربان-سلڪون تناسب کي وڌائي سگھجي ٿو گرافائٽ ڪرسيبل استعمال ڪندي وڏي پورسيٽي سان، ڪاربان جي خلا کي گھٽائڻ، ۽ نائيٽروجن کي ختم ڪرڻ جو مقصد حاصل ڪرڻ.

3 واحد کرسٽل پائوڊر جي جوڙجڪ جي عمل جو تجزيو ۽ ڊزائين

3.1 اصول ۽ جوڙجڪ جي عمل جي جوڙجڪ
مٿي ذڪر ڪيل جامع مطالعي جي ذريعي، ذرات جي ماپ، ڪرسٽل فارم ۽ پاؤڊر جي جوڙجڪ جي نائيٽروجن مواد جي ڪنٽرول تي، هڪ ٺهڪندڙ عمل جي تجويز ڪيل آهي. اعلي-پاڪيشن سي پاؤڊر ۽ سي پاؤڊر چونڊيو ويو آهي، ۽ اهي هڪجهڙائي سان ملايا ويا آهن ۽ 1.05 جي سلکان ڪاربن جي تناسب جي مطابق گريفائٽ ڪرسيبل ۾ لوڊ ڪيا ويا آهن. عمل جا مرحلا بنيادي طور تي چئن مرحلن ۾ ورهايل آهن:
1) گھٽ درجه حرارت ختم ڪرڻ وارو عمل، 5×10-4 Pa تي خالي ڪرڻ، پوءِ هائيڊروجن متعارف ڪرائڻ، چيمبر جو پريشر 80 kPa جي باري ۾، 15 منٽ لاءِ برقرار رکڻ، ۽ چار ڀيرا ورجائڻ. اهو عمل ڪاربن پائوڊر ۽ سلڪون پائوڊر جي مٿاڇري تي نائٽروجن عناصر کي ختم ڪري سگهي ٿو.
2) تيز گرمي پد کي ختم ڪرڻ وارو عمل، 5×10-4 Pa تي ويڪيوم ڪرڻ، پوءِ 950 ℃ تائين گرم ڪرڻ، ۽ پوءِ هائڊروجن متعارف ڪرائڻ، چيمبر جو پريشر 80 kPa ٺاهڻ، 15 منٽ لاءِ برقرار رکڻ، ۽ چار ڀيرا ورجائڻ. اهو عمل ڪاربن پائوڊر ۽ سلڪون پاؤڊر جي مٿاڇري تي نائٽروجن عناصر کي ختم ڪري سگهي ٿو، ۽ گرمي جي ميدان ۾ نائٽروجن کي هلائي سگھي ٿو.
3) گھٽ درجه حرارت واري مرحلي جي عمل جي ٺهڻ، 5×10-4 Pa تي خالي ڪريو، پوءِ گرمي پد 1350 ℃ تي، 12 ڪلاڪ رکو، پوءِ هائڊروجن متعارف ڪرايو ته جيئن چيمبر جو پريشر 80 kPa ڪري، 1 ڪلاڪ رکو. اهو عمل synthesis جي عمل دوران nitrogen volatilized ختم ڪري سگهو ٿا.
4) تيز درجه حرارت واري مرحلي جي عمل جي ٺهڪندڙ، هڪ خاص گيس جي مقدار جي وهڪري جي تناسب سان ڀريو اعلي خالص هائڊروجن ۽ آرگن مليل گيس، چيمبر پريشر کي 80 kPa جي باري ۾ ٺاهيو، گرمي پد کي 2100 ℃ تائين وڌايو، 10 ڪلاڪ رکو. اهو عمل β-SiC کان α-SiC تائين سلکان ڪاربائيڊ پائوڊر جي تبديلي کي مڪمل ڪري ٿو ۽ ڪرسٽل ذرات جي ترقي کي مڪمل ڪري ٿو.
آخر ۾، ڪمري جي درجه حرارت کي ڪمري جي درجه حرارت تي ٿڌو ڪرڻ جو انتظار ڪريو، ماحول جي دٻاء کي ڀريو، ۽ پائوڊر ڪڍو.

3.2 پائوڊر پوسٽ پروسيسنگ عمل
مٿي ڏنل پروسيس ذريعي پاؤڊر کي ٺهڪندڙ ٿيڻ کان پوء، ان کي پوسٽ پروسيس ٿيڻ گهرجي مفت ڪاربان، سلڪون ۽ ٻين ڌاتو جي نجاست کي ختم ڪرڻ ۽ ذرات جي سائيز کي اسڪرين ڪرڻ لاء. پهريون، ٺهيل پائوڊر کي بال مل ۾ ڪرش ڪرڻ لاءِ رکيو ويندو آهي، ۽ سلڪون ڪاربائيڊ پاؤڊر کي هڪ مفل فرنس ۾ رکيو ويندو آهي ۽ آڪسيجن ذريعي 450°C تي گرم ڪيو ويندو آهي. پاؤڊر ۾ آزاد ڪاربن کي گرميء سان آڪسائيڊ ڪيو ويندو آهي ڪاربان ڊاء آڪسائيڊ گيس پيدا ڪرڻ لاء جيڪو چيمبر مان ڀڄي ويندو آهي، اهڙيء طرح آزاد ڪاربن کي ختم ڪرڻ حاصل ڪري ٿو. ان کان پوء، هڪ تيزابي صفائي مائع تيار ڪيو ويندو آهي ۽ سلڪون ڪاربائڊ جي ذخيري جي صفائي واري مشين ۾ رکيل آهي صفائي جي عمل جي دوران پيدا ٿيندڙ ڪاربان، سلڪون ۽ بقايا ڌاتو جي نجاست کي ختم ڪرڻ لاء. ان کان پوء، بقايا تيزاب کي صاف پاڻي ۾ ڌوء ۽ خشڪ ڪيو ويندو آهي. خشڪ پائوڊر کي ڪرسٽل جي واڌ لاءِ ذرات جي سائيز جي چونڊ لاءِ وائبريٽنگ اسڪرين ۾ ڏيکاريو ويو آهي.