Mchakato wa ukuaji wa silicon ya monocrystalline unafanywa kabisa katika uwanja wa joto. Sehemu nzuri ya mafuta inafaa kuboresha ubora wa fuwele na ina ufanisi wa juu wa uangazaji. Muundo wa uwanja wa joto huamua kwa kiasi kikubwa mabadiliko ya viwango vya joto katika uwanja wa joto wenye nguvu na mtiririko wa gesi kwenye chumba cha tanuru. Tofauti katika vifaa vinavyotumiwa katika uwanja wa joto huamua moja kwa moja maisha ya huduma ya uwanja wa joto. Sehemu ya joto isiyofaa sio tu vigumu kukua fuwele zinazokidhi mahitaji ya ubora, lakini pia haiwezi kukua monocrystalline kamili chini ya mahitaji fulani ya mchakato. Hii ndiyo sababu tasnia ya silicon ya silicon ya kuvuta moja kwa moja inachukulia muundo wa uwanja wa mafuta kama teknolojia ya msingi zaidi na inawekeza nguvu kazi kubwa na rasilimali katika utafiti na ukuzaji wa uwanja wa mafuta.
Mfumo wa joto unajumuisha vifaa mbalimbali vya shamba la joto. Tunatoa kwa ufupi tu nyenzo zinazotumiwa kwenye uwanja wa joto. Kuhusu usambazaji wa hali ya joto katika uwanja wa mafuta na athari zake kwenye kuvuta kioo, hatutachambua hapa. Nyenzo ya uga wa joto inarejelea muundo na sehemu ya insulation ya mafuta katika chumba cha utupu cha tanuru ya ukuaji wa fuwele, ambayo ni muhimu kwa kuunda usambazaji unaofaa wa joto karibu na kuyeyuka kwa semiconductor na fuwele.
1. Nyenzo ya muundo wa shamba la joto
Nyenzo ya msingi ya kuunga mkono mbinu ya kuvuta moja kwa moja kukuza silicon ya monocrystalline ni grafiti ya usafi wa hali ya juu. Vifaa vya grafiti vina jukumu muhimu sana katika tasnia ya kisasa. Wanaweza kutumika kama vipengele vya miundo ya uwanja wa joto kama vilehita, zilizopo za mwongozo, crucibles, zilizopo za insulation, trays za crucible, nk katika maandalizi ya silicon ya monocrystalline kwa njia ya Czochralski.
Nyenzo za grafitihuchaguliwa kwa sababu ni rahisi kutayarisha kwa kiasi kikubwa, inaweza kusindika na inakabiliwa na joto la juu. Carbon kwa namna ya almasi au grafiti ina kiwango cha juu cha kuyeyuka kuliko kipengele chochote au kiwanja. Vifaa vya grafiti ni nguvu kabisa, hasa kwa joto la juu, na conductivity yao ya umeme na ya joto pia ni nzuri kabisa. Conductivity yake ya umeme inafanya kufaa kama aheaternyenzo. Ina mgawo wa kuridhisha wa conductivity ya mafuta, ambayo inaruhusu joto linalozalishwa na heater kuwa sawasawa kusambazwa kwa crucible na sehemu nyingine za uwanja wa joto. Hata hivyo, kwa joto la juu, hasa kwa umbali mrefu, mode kuu ya uhamisho wa joto ni mionzi.
Sehemu za grafiti hapo awali hutengenezwa kwa chembe ndogo za kaboni za kaboni iliyochanganywa na binder na kuundwa kwa extrusion au kushinikiza isostatic. Sehemu za grafiti za ubora wa juu kawaida hushinikizwa isostatically. Sehemu nzima kwanza hutiwa kaboni na kisha kuchorwa kwa joto la juu sana, karibu na 3000 ° C. Sehemu zilizochakatwa kutoka kwa vipande hivi vyote kwa kawaida husafishwa katika anga iliyo na klorini kwenye joto la juu ili kuondoa uchafuzi wa chuma ili kukidhi mahitaji ya sekta ya semiconductor. Hata hivyo, hata baada ya utakaso sahihi, kiwango cha uchafuzi wa chuma ni maagizo kadhaa ya ukubwa wa juu kuliko yale yanayoruhusiwa kwa vifaa vya silicon monocrystalline. Kwa hivyo, utunzaji lazima uchukuliwe katika muundo wa uwanja wa joto ili kuzuia uchafuzi wa vifaa hivi usiingie kwenye uso wa kuyeyuka au fuwele.
Vifaa vya grafiti vinaweza kupenya kidogo, ambayo inafanya iwe rahisi kwa chuma kilichobaki ndani kufikia uso. Kwa kuongeza, monoksidi ya silicon iliyopo kwenye gesi ya kusafisha karibu na uso wa grafiti inaweza kupenya ndani ya nyenzo nyingi na kuguswa.
Hita za awali za tanuru za silicon za monocrystalline zilitengenezwa kwa metali za kinzani kama vile tungsten na molybdenum. Kwa kuongezeka kwa ukomavu wa teknolojia ya usindikaji wa grafiti, sifa za umeme za uhusiano kati ya vipengele vya grafiti zimekuwa imara, na hita za tanuru ya silicon ya monocrystalline zimebadilisha kabisa tungsten, molybdenum na hita nyingine za nyenzo. Kwa sasa, nyenzo za grafiti zinazotumiwa sana ni grafiti ya isostatic. teknolojia ya utayarishaji wa grafiti ya isostatic ya nchi yangu iko nyuma kiasi, na nyenzo nyingi za grafiti zinazotumiwa katika tasnia ya ndani ya photovoltaic zinaagizwa kutoka nje ya nchi. Watengenezaji wa grafiti wa kigeni wa isostatic hasa ni pamoja na SGL ya Ujerumani, Tokai Carbon ya Japan, Toyo Tanso ya Japani, n.k. Katika tanuu za silicon zenye fuwele moja ya Czochralski, nyenzo zenye mchanganyiko wa C/C wakati mwingine hutumiwa, na zimeanza kutumika kutengeneza boli, karanga, crucibles, mzigo. sahani na vipengele vingine. Mchanganyiko wa kaboni/kaboni (C/C) ni nyuzinyuzi za kaboni zilizoimarishwa kwa msingi wa kaboni na mfululizo wa sifa bora kama vile nguvu mahususi za juu, moduli mahususi ya juu, mgawo wa upanuzi wa chini wa mafuta, upitishaji mzuri wa umeme, ugumu wa juu wa kuvunjika, mvuto wa chini mahususi, upinzani wa mshtuko wa mafuta, upinzani wa kutu, na upinzani wa joto la juu. Kwa sasa, hutumiwa sana katika anga, mbio, nyenzo za viumbe na nyanja zingine kama nyenzo mpya za muundo zinazostahimili joto la juu. Kwa sasa, vikwazo vikuu vinavyokumbana na composites za ndani za C/C bado ni masuala ya gharama na ukuzaji viwanda.
Kuna vifaa vingine vingi vinavyotumiwa kutengeneza uwanja wa joto. Grafiti iliyoimarishwa ya nyuzi za kaboni ina mali bora ya mitambo; lakini ni ghali zaidi na ina mahitaji mengine ya kubuni.Silicon carbudi (SiC)ni nyenzo bora kuliko grafiti katika nyanja nyingi, lakini ni ghali zaidi na ni ngumu kuandaa sehemu za ujazo mkubwa. Walakini, SiC mara nyingi hutumiwa kama aMipako ya CVDili kuongeza maisha ya sehemu za grafiti zinazokabiliwa na gesi babuzi ya monoksidi ya silicon, na pia inaweza kupunguza uchafuzi kutoka kwa grafiti. Mipako mnene ya silicon ya silicon ya CVD huzuia kwa ufanisi uchafu ndani ya nyenzo za grafiti ndogo kufikia uso.
Nyingine ni kaboni ya CVD, ambayo inaweza pia kuunda safu mnene juu ya sehemu ya grafiti. Nyenzo zingine zinazostahimili joto la juu, kama vile molybdenum au vifaa vya kauri ambavyo vinaweza kukaa pamoja na mazingira, vinaweza kutumika mahali ambapo hakuna hatari ya kuchafua kuyeyuka. Hata hivyo, keramik za oksidi kwa ujumla ni mdogo katika kutumika kwa nyenzo za grafiti kwa joto la juu, na kuna chaguo zingine chache ikiwa insulation inahitajika. Moja ni hexagonal boroni nitridi (wakati mwingine huitwa grafiti nyeupe kutokana na mali sawa), lakini mali ya mitambo ni duni. Molybdenum kwa ujumla hutumiwa ipasavyo kwa hali ya joto la juu kwa sababu ya gharama yake ya wastani, kiwango cha chini cha ueneaji katika fuwele za silicon, na mgawo wa chini sana wa kutenganisha wa takriban 5x108, ambayo inaruhusu kiasi fulani cha uchafuzi wa molybdenum kabla ya kuharibu muundo wa kioo.
2. Nyenzo za insulation za mafuta
Nyenzo za insulation zinazotumiwa zaidi ni kaboni iliyohisiwa katika aina mbalimbali. Hisia ya kaboni imetengenezwa kwa nyuzi nyembamba, ambazo hufanya kama insulation kwa sababu huzuia mionzi ya joto mara nyingi kwa umbali mfupi. Kaboni laini inayohisiwa hufumwa katika karatasi nyembamba kiasi, ambayo hukatwa katika umbo linalohitajika na kuinama ndani ya eneo linalofaa. Hisia zilizotibiwa zinaundwa na nyenzo sawa za nyuzi, na binder iliyo na kaboni hutumiwa kuunganisha nyuzi zilizotawanywa kwenye kitu kigumu zaidi na chenye umbo. Matumizi ya uwekaji wa mvuke wa kemikali ya kaboni badala ya binder inaweza kuboresha sifa za mitambo ya nyenzo.
Kwa kawaida, uso wa nje wa kuponya kwa insulation ya mafuta hutiwa na mipako ya grafiti inayoendelea au foil ili kupunguza mmomonyoko wa udongo na kuvaa pamoja na uchafuzi wa chembe. Aina zingine za vifaa vya kuhami joto vinavyotokana na kaboni pia zipo, kama vile povu ya kaboni. Kwa ujumla, vifaa vya grafiti ni dhahiri vinapendekezwa kwa sababu graphitization inapunguza sana eneo la uso wa nyuzi. Utoaji wa gesi ya nyenzo hizi za eneo la juu hupunguzwa sana, na inachukua muda kidogo kusukuma tanuru kwa utupu unaofaa. Nyingine ni nyenzo ya mchanganyiko wa C/C, ambayo ina sifa bora kama vile uzani mwepesi, ustahimilivu mkubwa wa uharibifu na nguvu ya juu. Kutumika katika maeneo ya mafuta kuchukua nafasi ya sehemu za grafiti kwa kiasi kikubwa hupunguza mzunguko wa uingizwaji wa sehemu za grafiti, inaboresha ubora wa monocrystalline na utulivu wa uzalishaji.
Kulingana na uainishaji wa malighafi, hisia ya kaboni inaweza kugawanywa katika hisia ya kaboni yenye msingi wa polyacrylonitrile, hisia ya kaboni inayotokana na viscose, na hisia ya kaboni inayotokana na lami.
Kaboni yenye msingi wa Polyacrylonitrile ina kiasi kikubwa cha majivu. Baada ya matibabu ya joto la juu, nyuzi moja inakuwa brittle. Wakati wa operesheni, ni rahisi kuzalisha vumbi ili kuchafua mazingira ya tanuru. Wakati huo huo, fiber inaweza kuingia kwa urahisi kwenye pores na njia ya kupumua ya mwili wa binadamu, ambayo ni hatari kwa afya ya binadamu. Viscose-msingi wa kaboni waliona ina utendaji mzuri wa insulation ya mafuta. Ni laini kiasi baada ya matibabu ya joto na si rahisi kutoa vumbi. Hata hivyo, sehemu ya msalaba wa fiber ghafi ya viscose ni ya kawaida, na kuna grooves nyingi kwenye uso wa nyuzi. Ni rahisi kuzalisha gesi kama vile C02 chini ya angahewa ya vioksidishaji ya tanuru ya silicon ya CZ, na kusababisha kunyesha kwa oksijeni na vipengele vya kaboni katika nyenzo ya silicon ya monocrystalline. Wazalishaji wakuu ni pamoja na SGL ya Ujerumani na makampuni mengine. Kwa sasa, inayotumika sana katika tasnia ya semiconductor monocrystalline ni kaboni inayotokana na lami, ambayo ina utendaji mbaya zaidi wa insulation ya mafuta kuliko hisia ya kaboni inayotokana na viscose, lakini hisia ya kaboni inayotokana na lami ina usafi wa juu na utoaji wa vumbi mdogo. Watengenezaji ni pamoja na Kureha Chemical ya Japani na Osaka Gas.
Kwa sababu sura ya kaboni iliyohisi haijasanikishwa, ni ngumu kufanya kazi. Sasa makampuni mengi yameunda nyenzo mpya ya kuhami joto kulingana na hisia ya kaboni iliyotibiwa. Mkaa uliotibiwa, pia huitwa kuhisiwa ngumu, ni kaboni inayohisiwa na umbo fulani na mali ya kujikimu baada ya kuhisi laini kuingizwa na resini, iliyotiwa, kuponywa na kaboni.
Ubora wa ukuaji wa silicon ya monocrystalline huathiriwa moja kwa moja na mazingira ya joto, na nyenzo za insulation za mafuta za nyuzi za kaboni zina jukumu muhimu katika mazingira haya. Insulation ya mafuta ya nyuzi za kaboni laini iliyohisi bado ina faida kubwa katika tasnia ya semiconductor ya photovoltaic kwa sababu ya faida yake ya gharama, athari bora ya insulation ya mafuta, muundo rahisi na umbo linaloweza kubinafsishwa. Kwa kuongezea, insulation ya mafuta ya nyuzi kaboni ngumu inahisi itakuwa na nafasi kubwa ya maendeleo katika soko la nyenzo za uwanja wa mafuta kwa sababu ya nguvu yake fulani na utendakazi wa juu. Tumejitolea kufanya utafiti na maendeleo katika uwanja wa vifaa vya kuhami joto, na kuendelea kuboresha utendaji wa bidhaa ili kukuza ustawi na maendeleo ya tasnia ya semiconductor ya photovoltaic.
Muda wa kutuma: Juni-12-2024