Habka kobaca ee silikon monocrystalline si buuxda ayaa loo fuliyaa goobta kulaylka. Goobta kulaylka wanaagsani waxay ku haboontahay hagaajinta tayada kirismaska waxayna leedahay wax ku oolnimada crystallization sare. Naqshadeynta goobta kulaylka ayaa si weyn u go'aamisa isbeddelada heerkulbeegyada heerkulbeegga ee firfircoonida kuleylka iyo socodka gaaska qolka foornada. Farqiga u dhexeeya alaabta loo isticmaalo goobta kulaylka ayaa si toos ah u go'aamisa nolosha adeegga ee goobta kulaylka. Goobta kulaylka ah ee aan macquul ahayn ma aha oo kaliya inay adagtahay in la koro crystals kuwaas oo buuxiya shuruudaha tayada, laakiin sidoo kale ma koraan monocrystalline dhamaystiran oo hoos yimaada shuruudaha nidaamka qaarkood. Tani waa sababta warshadaha silicon monocrystalline si toos ah u jiidi ay u tixgaliyaan naqshadaynta goobta kulaylka inay tahay tignoolajiyada ugu muhiimsan waxayna ku maalgaliyaan xoog badan iyo agab agab cilmi baarista iyo horumarinta goobta kulaylka.
Nidaamka kulaylku wuxuu ka kooban yahay qalab heerkulbeeg ah oo kala duwan. Waxaan si kooban u soo bandhigaynaa agabka loo isticmaalo goobta kulaylka. Sida qaybinta heerkulka goobta kulaylka iyo saamaynta ay ku leedahay jiidashada crystal, kuma falanqeyn doono halkan. Qalabka goobta kulaylka waxaa loola jeedaa qaab-dhismeedka iyo qaybta dahaarka kulaylka ee qolka foornada faakuumka ee koritaanka crystal, taas oo lagama maarmaan u ah abuurista qaybinta heerkulka ku habboon agagaarka dhalaalka semiconductor iyo crystal.
1. Qalabka qaab dhismeedka kulaylka
Qalabka taageerada aasaasiga ah ee habka tooska ah ee jiidista si ay u koraan silikon monocrystalline waa garaafka saafiga ah ee sarreeya. Qalabka garaafka ayaa door aad muhiim u ah ka ciyaara warshadaha casriga ah. Waxaa loo isticmaali karaa sidii qaybaha dhismaha ee goobta kulaylka sidakululeeyayaasha, tubooyinka hagaha, saliib, tuubooyinka dahaarka, saxarada qallafsan, iwm ee diyaarinta silikon monocrystalline ee habka Czochralski.
Agabka garaafkawaa la doortaa sababtoo ah way fududahay in lagu diyaariyo tiro badan, waa la shaqeyn karaa waxayna u adkeysanayaan heerkulka sare. Kaarboon qaab dheeman ah ama graphite ayaa leh bar dhalaalaysa oo ka sareysa curiye kasta ama iskudhis kasta. Alaabta garaafka aad bay u xoog badan yihiin, gaar ahaan heerkul sare, korantada iyo kulaylkoodana sidoo kale aad bay u fiican yihiin. Daawashada korantada ayaa ka dhigaysa mid ku haboon sida akuleyliyahamaaddo. Waxay leedahay iskudhaf heerkulbeeg ah oo ku qanacsan, taas oo u oggolaanaysa kulaylka ka soo baxa kuleyliyaha in si siman loo qaybiyo qashinka iyo qaybaha kale ee goobta kulaylka. Si kastaba ha ahaatee, heerkulka sare, gaar ahaan masaafo dheer, habka ugu muhiimsan ee kulaylka ayaa ah shucaac.
Qaybaha garaafka marka hore waxay ka samaysan yihiin qaybo kaarboon-aceous ah oo fiican oo lagu qaso binder waxaana lagu sameeyay cadaadis ama cadaadis isostatic. Qaybaha garaafka tayada sare leh ayaa inta badan si gooni ah loo riixaa. Qaybta oo dhan marka hore waa kaarboonized ka dibna garaafyada ayaa lagu sameeyaa heerkul aad u sarreeya, oo ku dhow 3000 ° C. Qaybaha laga soo saaray qaybahan oo dhan waxaa badanaa lagu sifeeyaa jawi koloriin ku jira heerkul sare si looga saaro wasakhowga birta si loo buuxiyo shuruudaha warshadaha semiconductor. Si kastaba ha noqotee, xitaa ka dib markii si sax ah loo nadiifiyo, heerka wasakheynta birta ayaa ah amarro dhowr ah oo ka sarreeya kan loo oggol yahay qalabka silikoon monocrystalline. Sidaa darteed, waa in taxaddar lagu sameeyaa naqshadaynta goobta kulaylka si looga hortago wasakheynta qaybahan inay soo galaan dhalaalka ama dusha sare ee crystal.
Agabka garaafka wax yar ayaa la daalaa, kaas oo u sahlaya biraha haray ee gudaha ku jira si ay u gaaraan dusha sare. Intaa waxaa dheer, silikoon monoxide ee ku jira gaaska nadiifinta ee ku wareegsan dusha garaafka ayaa gudaha u geli kara inta badan alaabta oo ka falcelisa.
Kuleyliyeyaasha hore ee monocrystalline silikoon waxay ka samaysan yihiin biraha soo celinaya sida tungsten iyo molybdenum. Iyada oo qaan-gaarnimada sii kordheysa ee tignoolajiyada farsamaynta garaafka, sifooyinka korantada ee xidhiidhka ka dhexeeya qaybaha graphite waxay noqdeen kuwo deggan, iyo kuleyliyeyaasha foornada silicon monocrystalline waxay si buuxda u beddeleen tungsten, molybdenum iyo kuleyliyeyaasha kale ee alaabta. Waqtigan xaadirka ah, qalabka ugu badan ee loo isticmaalo garaafyada waa graphite isostatic. Tignoolajiyada diyaarinta garaafiga ee dalkayga istatic graphite waa dib u dhac, iyo inta badan agabyada garaafyada ee loo isticmaalo warshadaha sawir-qaadista ee gudaha waxaa laga keenaa dibadda. Warshadaha garaafyada isostatic ee ajnabiga ah inta badan waxaa ka mid ah Jarmalka SGL, Japan Tokai Carbon, Japan Toyo Tanso, iwm. In Czochralski monocrystalline silicon foornooyinka, C/C walxaha isku dhafan ayaa mararka qaarkood la isticmaalaa, waxayna bilaabeen in loo isticmaalo soo saarista boolal, nuts, crucibles, loads. taarikada iyo qaybaha kale. Kaarboon/kaarboon (C/C) isku-dhafka ah waa fiber-carbon oo lagu xoojiyay kaarboon-ku-saleysan oo leh taxane siyaalo aad u wanaagsan sida xoog gaar ah oo gaar ah, modules gaar ah oo sarreeya, fidinta kuleylka kuleylka hooseeya, korantada wanaagsan ee korantada, adkaanta jabka sare, cufnaanta hoose ee gaarka ah, caabbinta shoogga kulaylka, caabbinta daxalka, iyo iska caabinta heerkulka sare. Waqtigan xaadirka ah, waxaa si weyn loogu isticmaalaa hawada, tartanka, biomaterials iyo beeraha kale sida qalab dhisme oo heerkul sare leh oo cusub. Waqtigan xaadirka ah, caqabadaha ugu waaweyn ee ay la kulmeen isku-dhafka C/C ee gudaha ayaa weli ah arrimaha kharashka iyo warshadaha.
Waxaa jira waxyaabo kale oo badan oo loo isticmaalo in lagu sameeyo goobaha kulaylka. Garaafyada la xoojiyay fiber kaarboon ayaa leh sifooyin farsamo oo wanaagsan; laakiin way ka qaalisan tahay waxayna leedahay shuruudo kale oo naqshadeynta.Silikon carbide (SiC)waa wax ka wanaagsan garaafyada dhinacyo badan, laakiin aad ayey uga qaalisan tahay wayna adagtahay in la diyaariyo qaybo mug weyn. Si kastaba ha ahaatee, SiC waxaa badanaa loo isticmaalaa sida adahaarka CVDsi loo kordhiyo nolosha qaybaha graphite ee soo gaadhay gaaska silikoon monoxide ee daxalka ah, waxa kale oo ay yarayn kartaa faddaraynta garaafka. Daahan cufan ee CVD silikoon carbide waxay si wax ku ool ah uga hortagtaa wasakhda gudaha walaxda garaafiga ee microporous inay soo gaadho dusha sare.
Mid kale waa kaarboon CVD, kaas oo sidoo kale samayn kara lakab cufan oo ka sarreeya qaybta garaafka. Qalabyada kale ee heerkulka sare u adkaysta, sida molybdenum ama alaabta dhoobada ah ee la noolaan kara deegaanka, ayaa loo isticmaali karaa meel aanay khatar u ahayn inay wasakheeyaan dhalaalka. Si kastaba ha noqotee, ceramics-ka oksaydhka ayaa guud ahaan xaddidan ku dabaqitaankooda agabyada garaafka heerkulka sare, waxaana jira xulashooyin kale oo yar haddii loo baahan yahay dahaarka. Mid waa boron nitride laba geesood ah (mararka qaarkood waxaa loo yaqaan graphite cad oo ay ugu wacan tahay sifooyin la mid ah), laakiin sifooyinka farsamada ayaa liita. Molybdenum guud ahaan waxaa loo isticmaalaa si macquul ah xaaladaha heerkulka sare sababtoo ah qiimaha dhexdhexaadka ah, heerka faafinta hoose ee kiristaalo silikoon, iyo kala qaybsanaan aad u hooseeya oo ku saabsan 5 × 108, taas oo u oggolaanaysa qadar gaar ah wasakhda molybdenum ka hor inta aan la burburin qaab-dhismeedka crystal.
2. Qalabka dahaadhka kulaylka
Maaddada dahaarka ee inta badan la isticmaalo waa kaarboonka oo la dareemo qaabab kala duwan. Dareenka Kaarboon wuxuu ka samaysan yahay fiilooyinka dhuuban, kuwaas oo u shaqeeya sida dahaarka sababtoo ah waxay xannibaan shucaaca kulaylka dhowr jeer masaafo gaaban. Dareemka kaarboonka jilicsan waxaa lagu toleeyaa walxo khafiif ah oo dhuuban, ka dibna la googooyaa qaabka la rabo oo si adag loo leexiyo raadis macquul ah. Dareemayaasha la daweeyay waxay ka kooban yihiin walxo fiber la mid ah, iyo xidhe kaarboon ku jira ayaa loo isticmaalaa in lagu xidho fiilooyinka kala firdhiyey shay adag oo qaabaysan. Isticmaalka kaydinta uumiga kiimikada ee kaarboonka halkii laga isticmaali lahaa binder waxay hagaajin kartaa sifooyinka farsamada ee walxaha.
Caadi ahaan, dusha sare ee dahaadhka kulaylka ee lagu daweynayo ayaa lagu dahaadhay dahaar graphite joogto ah ama bireed si loo yareeyo nabaad guurka iyo xidhashada iyo sidoo kale wasakhda qayb ka mid ah. Noocyo kale oo ka mid ah qalabka dahaarka kulaylka ku salaysan ayaa sidoo kale jira, sida xumbo kaarboon. Guud ahaan, qalabka garaafyada ayaa si cad loo door bidaa sababtoo ah garaafaynta ayaa si weyn u yaraynaysaa dusha sare ee fiber-ka. Gaaska-soo-saarka walxahan-sare-sare si weyn ayaa loo dhimay, waxayna qaadataa wakhti yar in foornada lagu shubo faaruq ku habboon. Mid kale waa maaddada C/C oo isku dhafan, taas oo leh astaamo muuqda sida miisaan fudud, dulqaad badan oo waxyeelo leh iyo xoog sare. Loo isticmaalo beeraha kulaylka si loo beddelo qaybaha graphite si weyn u yaraynaysaa inta jeer ee qaybaha graphite beddelka, hagaajinaysaa tayada monocrystalline iyo xasiloonida wax soo saarka.
Marka loo eego kala soocidda alaabta ceeriin, kaarboonka dareema waxaa loo qaybin karaa kaarboonka ku salaysan polyacrylonitrile, kaarboonka viscose-ku-salaysan, iyo kaarboon-ku-salaysan dareemeen.
Kaarboonka ku salaysan polyacrylonitrile waxa uu ka kooban yahay dambas weyn. Daawaynta heerkul sare ka dib, fiber-ka kaliya ayaa noqda mid jajaban. Inta lagu jiro hawlgalka, way fududahay in la dhaliyo boodh si ay u wasakhayso deegaanka foornada. Isla markaana ay faybarku si fudud u geli karaan daloollada iyo mareennada neef-mareennada ee jidhka bini’aadamka, kuwaas oo khatar ku ah caafimaadka qofka. Dareemka Viscose-ku-saleysan wuxuu leeyahay wax-qabad kulayleed wanaagsan. Way jilicsan tahay daaweynta kulaylka ka dib mana fududa in la dhaliyo boodh. Si kastaba ha noqotee, qaybta isku-dhafan ee fiilada cayriin ee viscose-ku-salaysan waa mid aan joogto ahayn, waxaana jira meelo badan oo dusha sare ee fiber-ka. Way fududahay in la dhaliyo gaas sida C02 oo hoos yimaada jawiga oksaydhka ee foornada silikoon ee CZ, taasoo keenaysa roobka oksijiinta iyo walxaha kaarboonka ee walxaha silikon monocrystalline. Warshadaha ugu muhiimsan waxaa ka mid ah Jarmalka SGL iyo shirkado kale. Waqtigan xaadirka ah, kuwa ugu badan ee loo isticmaalo warshadaha monocrystalline semiconductor waa kaarboon-ku-saleysan garoonka, kaas oo leh waxqabadka kuleylka kuleylka ka sii xun marka loo eego kaarboonka ku saleysan viscose, laakiin kaarboon-ku-saleysan-ku-saleysan wuxuu leeyahay nadiif sare iyo sii deynta boodhka hoose. Soosaarayaasha waxaa ka mid ah Kiimikada Kureha ee Japan iyo Gaaska Osaka.
Sababtoo ah qaabka kaarboonka ee dareemay ma aha mid go'an, waa dhib in la shaqeeyo. Hadda shirkado badan ayaa soo saaray walxo cusub oo kulaylka ah oo ku salaysan kaarboon-kaarboon-la daweeyay. Kaarboonka la daweeyay, oo sidoo kale loo yaqaan dareemo adag, waa kaarboon la dareemo qaab gaar ah iyo hanti iskeed isu ilaalinaysa ka dib marka dareemaha jilicsan lagu shubo xabagta, la dajiyay, la daweeyay oo kaarboonaysan.
Tayada kobaca ee silikoon monocrystalline waxaa si toos ah u saameeya deegaanka kulaylka, iyo qalabka kuleylka kuleylka ee kaarboonka ayaa door muhiim ah ka ciyaara deegaankan. Kaarboon-fiber-kuleylka kuleylka jilicsan ee jilicsan ayaa weli faa'iido weyn u leh warshadaha semiconductor-ka ee sawir-qaadista sababtoo ah faa'iidada kharashka, saameynta kuleylka kuleylka aadka u fiican, naqshad dabacsan iyo qaabka la beddeli karo. Intaa waxaa dheer, dahaarka kulaylka adag ee fiber-ka kaarboonku wuxuu yeelan doonaa meel horumarineed oo weyn suuqa agabka kulaylka sababtoo ah xooggiisa qaar iyo hawlkarnimadeeda sare. Waxaa naga go'an inaan cilmi baaris iyo horumarin ku sameyno agabka kuleylka kuleylka, oo aan si joogto ah u wanaajino waxqabadka badeecada si aan kor ugu qaadno barwaaqada iyo horumarka warshadaha semiconductor ee sawirkavoltaic.
Waqtiga boostada: Jun-12-2024