Stanje raziskav rekristalizirane keramike iz silicijevega karbida

Prekristaliziranokeramika iz silicijevega karbida (RSiC).so avisoko zmogljiv keramični material. Zaradi odlične odpornosti na visoke temperature, odpornosti proti oksidaciji, odpornosti proti koroziji in visoke trdote se pogosto uporablja na številnih področjih, kot so proizvodnja polprevodnikov, fotovoltaična industrija, visokotemperaturne peči in kemična oprema. Z naraščajočim povpraševanjem po visokozmogljivih materialih v sodobni industriji se raziskave in razvoj rekristalizirane keramike iz silicijevega karbida poglabljajo.

1. Tehnologija pripraverekristalizirana keramika iz silicijevega karbida

Tehnologija priprave prekristaliziranegasilicijeva karbidna keramikav glavnem vključuje dve metodi: sintranje v prahu in naparjevanje (CVD). Med njimi je metoda sintranja prahu sintranje prahu silicijevega karbida v okolju visoke temperature, tako da delci silicijevega karbida tvorijo gosto strukturo z difuzijo in rekristalizacijo med zrni. Metoda nanašanja s paro je nanašanje silicijevega karbida na površino substrata s kemično parno reakcijo pri visoki temperaturi, s čimer se tvori film ali strukturni deli iz silicijevega karbida visoke čistosti. Ti dve tehnologiji imata svoje prednosti. Metoda sintranja v prahu je primerna za obsežno proizvodnjo in ima nizke stroške, medtem ko lahko metoda nanašanja s paro zagotovi večjo čistost in gostejšo strukturo ter se pogosto uporablja na področju polprevodnikov.

2. Lastnosti materialarekristalizirana keramika iz silicijevega karbida

Izjemna značilnost rekristalizirane keramike iz silicijevega karbida je njena odlična zmogljivost v okoljih z visoko temperaturo. Tališče tega materiala je kar 2700°C in ima dobro mehansko trdnost pri visokih temperaturah. Poleg tega ima rekristaliziran silicijev karbid odlično odpornost proti oksidaciji in koroziji ter lahko ostane stabilen v ekstremnih kemičnih okoljih. Keramika RSiC se zato široko uporablja na področju visokotemperaturnih peči, visokotemperaturnih ognjevarnih materialov in kemične opreme.

Poleg tega ima rekristaliziran silicijev karbid visoko toplotno prevodnost in lahko učinkovito prevaja toploto, zaradi česar ima pomembno uporabno vrednost vMOCVD reaktorjiin opremo za toplotno obdelavo v proizvodnji polprevodniških rezin. Njegova visoka toplotna prevodnost in odpornost na toplotne udarce zagotavljata zanesljivo delovanje opreme v ekstremnih pogojih.

3. Področja uporabe rekristalizirane keramike iz silicijevega karbida

Proizvodnja polprevodnikov: V industriji polprevodnikov se prekristalizirana keramika iz silicijevega karbida uporablja za izdelavo substratov in nosilcev v reaktorjih MOCVD. Zaradi visoke temperaturne odpornosti, odpornosti proti koroziji in visoke toplotne prevodnosti lahko materiali RSiC ohranijo stabilno delovanje v okoljih s kompleksnimi kemičnimi reakcijami, kar zagotavlja kakovost in izkoristek polprevodniških rezin.

Fotovoltaična industrija: V fotovoltaični industriji se RSiC uporablja za izdelavo podporne strukture opreme za rast kristalov. Ker mora med proizvodnim procesom fotovoltaičnih celic rast kristalov potekati pri visoki temperaturi, toplotna odpornost rekristaliziranega silicijevega karbida zagotavlja dolgoročno stabilno delovanje opreme.

Visokotemperaturne peči: keramika RSiC se pogosto uporablja tudi v visokotemperaturnih pečeh, kot so obloge in komponente vakuumskih peči, talilnih peči in druge opreme. Njegova odpornost na toplotne udarce in odpornost proti oksidaciji ga uvrščata med nenadomestljive materiale v visokotemperaturnih industrijah.

4. Smer raziskovanja rekristalizirane silicijevo karbidne keramike

Z naraščajočim povpraševanjem po visoko zmogljivih materialih je smer raziskovanja rekristalizirane keramike iz silicijevega karbida postopoma postala jasna. Prihodnje raziskave se bodo osredotočale na naslednje vidike:

Izboljšanje čistosti materiala: Da bi izpolnili višje zahteve glede čistosti na polprevodniškem in fotovoltaičnem področju, raziskovalci raziskujejo načine za izboljšanje čistosti RSiC z izboljšanjem tehnologije naparjenega nanašanja ali uvedbo novih surovin, s čimer bi povečali njegovo uporabno vrednost na teh visokotehnoloških področjih. .

Optimizacija mikrostrukture: Z nadzorovanjem pogojev sintranja in porazdelitve praškastih delcev je mogoče dodatno optimizirati mikrostrukturo rekristaliziranega silicijevega karbida, s čimer se izboljšajo njegove mehanske lastnosti in odpornost na toplotne udarce.

Funkcionalni kompozitni materiali: Da bi se prilagodili bolj zapletenim uporabniškim okoljem, poskušajo raziskovalci združiti RSiC z drugimi materiali, da bi razvili kompozitne materiale z večnamenskimi lastnostmi, kot so rekristalizirani kompozitni materiali na osnovi silicijevega karbida z večjo odpornostjo proti obrabi in električno prevodnostjo.

5. Zaključek

Kot visoko zmogljiv material se rekristalizirana keramika iz silicijevega karbida pogosto uporablja na številnih področjih zaradi svojih odličnih lastnosti pri visoki temperaturi, odpornosti proti oksidaciji in odpornosti proti koroziji. Prihodnje raziskave se bodo osredotočile na izboljšanje čistosti materiala, optimizacijo mikrostrukture in razvoj kompozitnih funkcionalnih materialov za izpolnjevanje naraščajočih industrijskih potreb. S temi tehnološkimi inovacijami se pričakuje, da bo imela rekristalizirana keramika iz silicijevega karbida večjo vlogo na bolj visokotehnoloških področjih.