Раванди афзоиши кремнийи монокристаллӣ пурра дар майдони гармӣ сурат мегирад. Майдони хуби гармӣ барои беҳтар кардани сифати кристаллҳо мусоидат мекунад ва самаранокии кристаллизатсияи баландтар дорад. Тарҳрезии майдони гармӣ асосан тағирёбии градиентҳои ҳароратро дар майдони динамикии гармӣ ва ҷараёни газро дар камераи танӯр муайян мекунад. Тафовути масолеҳи дар соҳаи гармидиҳӣ истифодашаванда бевосита мӯҳлати хизмати майдони гармиро муайян мекунад. Майдони гармидиҳии беасос парвариши кристаллҳое, ки ба талаботи сифат мувофиқанд, на танҳо душвор аст, балки инчунин наметавонад дар шароити муайяни равандҳо як кристаллро пурра парвариш кунад. Ин аст, ки чаро саноати кремнийи монокристалии мустақим ба тарҳрезии майдони гармӣ ҳамчун технологияи аслӣ меҳисобад ва барои таҳқиқот ва коркарди майдони гармӣ нерӯи корӣ ва захираҳои моддиро сармоягузорӣ мекунад.
Системаи гармидиҳӣ аз маводи гуногуни майдони гармӣ иборат аст. Мо танҳо маводи дар соҳаи гармидиҳӣ истифодашавандаро ба таври мухтасар муаррифӣ мекунем. Дар бораи тақсимоти ҳарорат дар майдони гармӣ ва таъсири он ба кашидани кристалл, мо онро дар ин ҷо таҳлил намекунем. Маводи майдони гармидиҳӣ ба сохтор ва қисми гармидиҳии гармидиҳӣ дар камераи кӯраи вакууми афзоиши кристалл дахл дорад, ки барои эҷоди тақсимоти мувофиқи ҳарорат дар атрофи обшавии нимноқилҳо ва кристалл муҳим аст.
1. Маводи сохтори майдони гармидиҳӣ
Маводи асосии ёрирасон барои усули ҷалби мустақим барои парвариши кремнийи монокристаллӣ графити тозагии баланд аст. Материалхои графит дар саноати хозира роли хеле калон мебозанд. Онҳо метавонанд ҳамчун ҷузъҳои сохтории майдони гармӣ истифода шаванд, ба монандигармкунакҳо, қубурҳои роҳнамо, тигельхо, трубахои изоляционй, чуйборхои тигель ва гайра хангоми тайёр кардани кремнийи монокристалл бо усули Чочральский.
Маводҳои графитӣаз он сабаб интихоб карда мешаванд, ки онхо дар хачми калон тайёр кардан осон, коркард карда мешаванд ва ба харорати баланд тобовар мебошанд. Карбон дар шакли алмос ё графит нисбат ба ҳама гуна элемент ё пайвастагӣ нуқтаи обшавии баландтар дорад. Материалхои графитй махсусан дар харорати баланд хеле мустахкам буда, гузаронандагии электр ва гармии онхо низ хеле хуб аст. Ноқилияти барқии он онро ҳамчун агармкунакматериал. Вай коэффи-циенти гармигузаронии каноатбахш дорад, ки он имкон медихад, ки гармии хосилшавандаи гармкунак ба тигель ва дигар кисмхои майдони гармй баробар таксим карда шавад. Аммо дар ҳарорати баланд, махсусан дар масофаи дур, усули асосии интиқоли гармӣ радиатсионӣ мебошад.
Қисмҳои графитӣ дар аввал аз зарраҳои карбонатии майдаи бо пайвандкунанда омехташуда сохта шудаанд ва тавассути экструзия ё фишори изостатикӣ ба вуҷуд меоянд. Қисмҳои графити баландсифат одатан изостатикӣ пахш карда мешаванд. Тамоми порча аввал карбон мешавад ва баъд дар ҳарорати хеле баланд, наздик ба 3000°С графитизатсия мешавад. Қисмҳое, ки аз ин қисмҳои пурра коркард мешаванд, одатан дар атмосфераи дорои хлор дар ҳарорати баланд тоза карда мешаванд, то ифлосшавии металлҳоро барои қонеъ кардани талаботи саноати нимноқилҳо бартараф кунанд. Бо вуҷуди ин, ҳатто пас аз тозакунии дуруст, сатҳи олудашавии металл аз он дараҷае, ки барои маводи монокристаллии кремний иҷозат дода шудааст, чанд маротиба зиёдтар аст. Аз ин рӯ, дар тарҳрезии майдони гармӣ бояд эҳтиёт шавад, то ифлосшавии ин ҷузъҳо аз ворид шудан ба сатҳи об ё кристалл пешгирӣ карда шавад.
Маводҳои графитӣ каме гузарандаанд, ки ба сатҳи металлҳои боқимонда расиданро осон мекунад. Илова бар ин, оксиди кремний, ки дар гази тозакунанда дар атрофи сатҳи графит мавҷуд аст, метавонад ба аксари маводҳо ворид шавад ва реаксия кунад.
Гармкунакҳои қаблии монокристалии кремний аз металлҳои оташ тобовар ба монанди волфрам ва молибден сохта шуда буданд. Баробари пухта расидани технологияи коркарди графит хосиятхои электрикии алокаи байни кисмхои графит устувор гардиданд ва гармкунакхои печи кремнийи монокристаллй волфрам, молибден ва дигар гармкунакхои моддиро комилан иваз карданд. Дар айни замон маводи графитӣ бештар истифодашаванда графити изостатикӣ мебошад. Технологияи тайёр кардани графити изостатикии мамлакати ман нисбатан акиб мондааст ва кисми зиёди материалхои графите, ки дар саноати фотоэлектрикии ватанй истифода мешаванд, аз хорича оварда мешаванд. Истеҳсолкунандагони графитҳои изостатикии хориҷӣ асосан SGL-и Олмон, Tokai Carbon Ҷопон, Toyo Tanso Ҷопон ва ғайраҳоро дар бар мегиранд. Дар печҳои кремнийи монокристалии Czochralski баъзан маводи таркибии C/C истифода мешаванд ва онҳо барои истеҳсоли болт, чормағз, тигел, боркунӣ истифода мешаванд. плитаҳо ва ҷузъҳои дигар. Композитҳои карбон/карбон (C/C) композитҳои нахи карбон дар асоси карбон буда, дорои як қатор хосиятҳои аъло мебошанд, аз қабили қувваи хоси баланд, модули баланд, коэффисиенти васеъшавии гармӣ, гузариши хуби барқ, сахтии баланди шикаста, вазни хоси паст, муқовимат ба зарбаи гармӣ, муқовимат ба зангзании, ва муқовимати ҳарорати баланд. Дар айни замон, онҳо ҳамчун маводи нави сохтории ба ҳарорати баланд тобовар дар аэрокосмос, пойга, биоматериалҳо ва дигар соҳаҳо васеъ истифода мешаванд. Дар айни замон, монеаҳои асосие, ки композитҳои ватании C/C дучор мешаванд, ҳанӯз ҳам масъалаҳои арзиш ва саноатсозӣ мебошанд.
Барои сохтани майдонхои термикй бисьёр дигар материалхо истифода мешаванд. Графити мустаҳкамшудаи нахи карбон дорои хосиятҳои механикии беҳтар аст; вале гаронтар аст ва барои ороиш дигар талабхо дорад.Карбиди кремний (SiC)аз бисьёр чихат материал аз графит бехтар аст, вале тайёр кардани кисмхои хачми калон хеле гаронтар ва душвортар аст. Аммо, SiC аксар вақт ҳамчун як истифода мешавадСарпӯши CVDбарои зиёд кардани ҳаёти қисмҳои графит, ки ба гази зангзанандаи оксиди кремний дучор мешаванд ва инчунин метавонад олудашавӣ аз графитро коҳиш диҳад. Сарпӯши зиччи карбиди кремний CVD аз расидани ифлоскунандаҳои дохили маводи графити микропорус ба сатҳи таъсирбахш пешгирӣ мекунад.
Дигари карбон CVD мебошад, ки он инчунин метавонад дар болои қисми графит қабати зичеро ташкил диҳад. Дигар масолеҳи ба ҳарорати баланд тобовар, аз қабили молибден ё маводи сафолӣ, ки метавонанд бо муҳити атроф вуҷуд дошта бошанд, дар ҷойҳое истифода бурдан мумкин аст, ки хатари олудашавии об вуҷуд надорад. Бо вуҷуди ин, сафолҳои оксиди одатан дар истифодаи онҳо ба маводи графитӣ дар ҳарорати баланд маҳдуданд ва агар изолятсия лозим бошад, имконоти дигар вуҷуд надоранд. Яке аз он нитриди бор шашкунҷа аст (баъзан аз рӯи хосиятҳои шабеҳ графити сафед номида мешавад), аммо хосиятҳои механикӣ суст мебошанд. Молибден одатан барои ҳолатҳои ҳарорати баланд аз сабаби арзиши мӯътадил, суръати пасти паҳншавӣ дар кристаллҳои кремний ва коэффисиенти хеле пасти сегрегатсия тақрибан 5 × 108 истифода мешавад, ки имкон медиҳад, ки миқдори муайяни олудашавии молибден пеш аз вайрон кардани сохтори кристалл.
2. Материалхои гармидихй
Маводи изолятсионии маъмултарин истифодашавандаи карбон дар шаклҳои гуногун мебошад. Нами карбон аз нахҳои тунук сохта шудааст, ки ҳамчун изолятсия амал мекунанд, зеро онҳо радиатсияи гармиро дар масофаи кӯтоҳ чанд маротиба манъ мекунанд. Намаки карбонии нарм дар варақҳои нисбатан тунуки мавод бофта мешавад, ки онҳо ба шакли дилхоҳ бурида мешаванд ва ба радиуси мувофиқ сахт хам карда мешаванд. Намозҳои муолиҷашуда аз маводи нахҳои шабеҳ иборатанд ва барои пайваст кардани нахҳои пароканда ба ашёи сахттар ва шаклдор пайвандгари дорои карбон истифода мешавад. Истифодаи буғи химиявии карбон ба ҷои пайвандкунанда метавонад хосиятҳои механикии маводро беҳтар кунад.
Одатан, сатҳи берунии намаки муолиҷакунандаи гармидиҳӣ бо қабати графитӣ ё фолгаи доимӣ барои кам кардани эрозия ва фарсудашавӣ ва инчунин ифлосшавии зарраҳо пӯшонида мешавад. Намудҳои дигари масолеҳи гарминигоҳдорӣ дар асоси карбон низ мавҷуданд, ба монанди пенои карбон. Умуман, маводҳои графитизатсияшуда бартарӣ доранд, зеро графитизатсия майдони сатҳи нахро хеле кам мекунад. Хориҷ шудани ин масолеҳи сатҳи баланд хеле кам мешавад ва барои ба вакууми мувофиқ баровардани печка вақти камтар лозим мешавад. Дигараш маводи таркибии C/C мебошад, ки дорои хусусиятҳои барҷаста ба монанди вазни сабук, таҳаммулпазирии зарари баланд ва қувваи баланд мебошад. Дар майдонҳои гармидиҳӣ барои иваз кардани қисмҳои графит истифода мешавад, басомади иваз кардани қисмҳои графитро ба таври назаррас коҳиш медиҳад, сифати монокристалл ва устувории истеҳсолотро беҳтар мекунад.
Мувофиқи таснифоти ашёи хом, намаки карбонро ба намаки карбон дар асоси полиакрилонитрил, намаки карбон дар асоси вискоза ва намаки карбон дар асоси қатрон тақсим кардан мумкин аст.
Намози карбон дар асоси полиакрилонитрил дорои миқдори зиёди хокистар аст. Пас аз муолиҷаи ҳарорати баланд нахи ягонаи он ноустувор мешавад. Дар вакти кор ба осонй хосил кардани чанг барои ифлос кардани мухити печь. Дар баробари ин, нах метавонад ба осонӣ ба сӯрохиҳо ва роҳҳои нафаси бадани инсон ворид шавад, ки ба саломатии инсон зараровар аст. Намаки карбон дар асоси вискоза дорои сифати хуби гармидиҳӣ мебошад. Он пас аз коркарди гармӣ нисбатан нарм аст ва тавлид кардани чанг осон нест. Бо вуҷуди ин, буридани нахи хоми вискоза номунтазам аст ва дар рӯи нах чуқуриҳои зиёд мавҷуданд. Истеҳсоли газҳо ба монанди C02 дар зери атмосфераи оксидкунандаи кӯраи кремнийи CZ осон аст, ки боиси боришоти оксиген ва унсурҳои карбон дар маводи кремнийи монокристаллӣ мегардад. Истеҳсолкунандагони асосӣ SGL Олмон ва дигар ширкатҳо мебошанд. Дар айни замон, дар саноати нимноқилҳои нимноқилӣ аз ҳама васеъ истифодашаванда намаки карбон дар асоси қатрон мебошад, ки нисбат ба намаки карбон дар асоси вискоза нишондиҳандаи гармидиҳии бадтар дорад, аммо намаки карбон дар асоси қатрон тозагии баландтар ва партови камтари чанг дорад. Истеҳсолкунандагон ширкатҳои Kureha Chemical ва Osaka Gas-и Ҷопон мебошанд.
Азбаски шакли намаки карбон устувор нест, кор кардан номувофиқ аст. Ҳоло бисёр ширкатҳо маводи нави гармидиҳиро дар асоси намаки карбонӣ, ки бо намаки карбон муолиҷа карда шудаанд, таҳия кардаанд. Нами карбонии муолиҷашуда, ки онро намади сахт низ меноманд, намаки карбонӣ мебошад, ки шакли муайян ва хосияти худтаъминкунанда дорад, пас аз он ки намади нарм бо қатрон пошида, ламинат карда, табобат карда ва карбон карда мешавад.
Сифати афзоиши кремнийи монокристаллӣ аз муҳити гармӣ мустақиман таъсир мерасонад ва маводи гармидиҳии нахи карбон дар ин муҳит нақши калидӣ доранд. Нахи мулоими гармии нахи карбон аз сабаби бартарии арзишаш, таъсири гармидиҳии аъло, тарҳи чандир ва шакли фармоишӣ дар саноати нимноқилҳои фотоэлектрикӣ бартарии назаррас дорад. Илова бар ин, намаки гармидиҳии сахти нахи карбон аз ҳисоби қувваи муайян ва қобилияти баландтари он дар бозори маводи майдони гармӣ фазои бештари рушд хоҳад дошт. Мо ӯҳдадор ҳастем, ки дар соҳаи масолеҳи гармидиҳӣ тадқиқот ва таҳия карда, кори маҳсулотро пайваста оптимизатсия кунем, то ба шукуфоӣ ва рушди саноати нимноқилҳои фотоэлектрикӣ мусоидат кунем.
Вақти фиристодан: июн-12-2024