Хәзерге вакытта,кремний карбид (SiC)илдә һәм чит илдә актив өйрәнелә торган термик үткәргеч керамик материал. SiC-ның теоретик җылылык үткәрүчәнлеге бик югары, һәм кайбер кристалл формалар 270W / mK җитә ала, бу инде үткәргеч булмаган материаллар арасында лидер. Мәсәлән, SiC җылылык үткәрүчәнлеген куллануны ярымүткәргеч җайланмаларның субстрат материалларында, югары җылылык үткәрүчән керамик материалларда, ярымүткәргеч эшкәртү өчен җылыткычларда һәм җылыту тәлинкәләрендә, атом ягулыгы өчен капсула материалларында, компрессор насослары өчен газ мөһер боҗраларында күрергә мөмкин.
Кулланукремний карбидярымүткәргеч кырында
Тегермән дисклары һәм җиһазлары ярымүткәргеч тармагында кремний вафин җитештерү өчен мөһим процесс җиһазлары. Тегермән дискы чуен яки углерод корычтан эшләнгән булса, аның хезмәт итү вакыты кыска һәм җылылык киңәйтү коэффициенты зур. Кремний вафиннарын эшкәртү вакытында, аеруча югары тизлектә тарту яки полировка вакытында, тарту дискының тузуы һәм җылылык деформациясе аркасында, кремний вафатының яссылыгы һәм параллелизмын гарантияләү кыен. Тегермән дисккремний карбид керамикасыкаты булуы аркасында түбән киемгә ия, һәм җылылык киңәйтү коэффициенты кремний вафалары белән бертигез, шуңа күрә ул җир өстендә һәм югары тизлектә бизәлгән булырга мөмкин.
Моннан тыш, кремний вафиннары җитештерелгәндә, алар югары температурада җылылык белән эшкәртелергә тиеш һәм еш кына кремний карбид җайланмалары ярдәмендә ташыла. Алар җылылыкка чыдам һәм җимергеч түгел. Алмазга охшаган углерод (DLC) һәм башка капламалар эшне көчәйтү, вафин зыянын җиңеләйтү һәм пычрануның таралуы өчен кулланылырга мөмкин.
Моннан тыш, өченче буын киң полосалы ярымүткәргеч материаллар вәкиле буларак, кремний карбид бер кристалл материаллар зур полоса киңлеге (Si белән чагыштырганда 3 тапкыр), югары җылылык үткәрүчәнлеге (Si белән чагыштырганда 3,3 тапкыр яки 10 тапкыр) кебек үзенчәлекләргә ия. ГаАларныкы), югары электрон туендыру миграция темплары (Si белән чагыштырганда 2,5 тапкырга) һәм югары ватылу электр кыры (Si белән чагыштырганда 10 тапкыр яки GaAларныкыннан 5 тапкыр). SiC җайланмалары практик кулланмаларда традицион ярымүткәргеч материал җайланмаларының җитешсезлекләрен каплыйлар һәм әкренләп электр ярымүткәргечләренең төп агымына әйләнәләр.
Highгары җылылык үткәрүчәнлеге кремний карбид керамикасына ихтыяҗ кискен артты
Фән һәм технологиянең өзлексез үсеше белән, ярымүткәргеч өлкәсендә кремний карбид керамикасын куллануга сорау кискен артты, һәм югары җылылык үткәрүчәнлеге ярымүткәргеч җитештерү җиһазлары компонентларында куллану өчен төп күрсәткеч булып тора. Шуңа күрә, югары җылылык үткәрүчәнлеге кремний карбид керамикасы буенча тикшеренүләрне көчәйтү бик мөһим. Тактаның кислород күләмен киметү, тыгызлыгын яхшырту, һәм икенче этапның бүленүен акыллы көйләү кремний карбид керамикасының җылылык үткәрүчәнлеген яхшырту өчен төп ысуллар.
Хәзерге вакытта минем илдә югары җылылык үткәрүчәнлеге кремний карбид керамикасы буенча тикшеренүләр аз, һәм дөнья дәрәҗәсе белән чагыштырганда әле зур аерма бар. Киләчәк тикшеренү юнәлешләре:
Sil Кремний карбид керамик порошогын әзерләү процессын көчәйтү. Highгары чисталыклы, аз кислородлы кремний карбид порошогын әзерләү - югары җылылык үткәрүчәнлеге кремний карбид керамикасын әзерләү өчен нигез;
Sin Синтеринг әсбапларын һәм теоретик тикшеренүләрне сайлау көчен ныгыту;
High highгары дәрәҗәдәге синтеринг җиһазларын тикшерүне һәм эшләүне көчәйтү. Акыллы микросруктура алу өчен синтеринг процессын көйләп, югары җылылык үткәрүчәнлеге кремний карбид керамикасын алу өчен кирәкле шарт.
Кремний карбид керамикасының җылылык үткәрүчәнлеген яхшырту чаралары
SiC керамикасының җылылык үткәрүчәнлеген яхшырту ачкычы - фонның таралу ешлыгын киметү һәм фонның ирекле юлны арттыру. SiC җылылык үткәрүчәнлеге SiC керамикасының порошитлыгын һәм ашлык чикләренең тыгызлыгын киметеп, SiC ашлык чикләренең чисталыгын яхшыртып, SiC тактасы пычракларын яки такталар җитешсезлекләрен киметеп, SiC-та җылылык агымын җибәрү операторын арттырып эффектив яхшыртылачак. Хәзерге вакытта синтеринг ярдәмчеләренең төрен һәм эчтәлеген оптимальләштерү һәм югары температурада җылылык эшкәртү SiC керамикасының җылылык үткәрүчәнлеген яхшырту өчен төп чаралар.
Sin Синтеринг әсбапларының төрен һәм эчтәлеген оптимальләштерү
SiC җылылык үткәрүчәнлеге SiC керамикасын әзерләгәндә еш кына төрле синтеринг ярдәмчеләре өстәлә. Алар арасында синтеринг ярдәмчеләренең төре һәм эчтәлеге SiC керамикасының җылылык үткәрүчәнлегенә зур йогынты ясый. Мисал өчен, Al2O3 системасындагы Al яки O элементлары синтеринг ярдәмчеләре җиңел генә SiC тактасына эриләр, нәтиҗәдә буш урыннар һәм кимчелекләр барлыкка килә, бу фонның таралу ешлыгын арттыруга китерә. Моннан тыш, синтеринг ярдәмчеләре эчтәлеге түбән булса, материалны синтерлау һәм тыгызлау авыр, шул ук вакытта синтеринг ярдәмчеләренең күплеге пычраклыкларның һәм кимчелекләрнең артуына китерәчәк. Артык сыек фаза синтеринг ярдәмчеләре шулай ук SiC бөртекләренең үсүен тоткарлый һәм телефоннарның уртача ирекле юлын киметә ала. Шуңа күрә, югары җылылык үткәрүчәнлеге SiC керамикасын әзерләү өчен, синтеринг тыгызлыгы таләпләрен үтәгәндә синтеринг ярдәмчесенең эчтәлеген мөмкин кадәр киметергә, һәм SiC тактасында эретү авыр булган синтеринг ярдәмчеләрен сайларга тырышырга кирәк.
* Төрле синтеринг ярдәмчеләре өстәлгәндә SiC керамикасының җылылык үзлекләре
Хәзерге вакытта кайнар басымлы SiC керамикасы BeO белән синтертинг ярдәмендә синтерланган бүлмә температурасының максималь җылылык үткәрүчәнлегенә ия (270W · m-1 · K-1). Ләкин, BeO - бик агулы материал һәм карсиноген, лабораторияләрдә яки сәнәгать өлкәләрендә киң куллану өчен яраксыз. Y2O3-Al2O3 системасының иң түбән эвтектик ноктасы - 1760 is, бу SiC керамикасы өчен гомуми сыек фазалы синтеринг ярдәме. Ләкин, Al3 + SiC тактасына җиңел эреп беткәнгә, бу система синтеринг ярдәмчесе буларак кулланылгач, SiC керамикасының бүлмә температурасы җылылык үткәрүчәнлеге 200W · m-1 · K-1-дән ким.
Y, Sm, Sc, Gd һәм La кебек сирәк җир элементлары SiC тактасында җиңел эри алмыйлар һәм кислородның якынлыгы зур, бу SiC тактасының кислород күләмен эффектив киметә ала. Шуңа күрә, Y2O3-RE2O3 (RE = Sm, Sc, Gd, La) системасы - югары җылылык үткәрүчәнлеге (> 200W · m-1 · K-1) SiC керамикасы әзерләү өчен киң таралган ярдәм. Мисал итеп Y2O3-Sc2O3 системасы синтеринг ярдәмен алсак, Y3 + һәм Si4 + ионының тайпылу бәясе зур, һәм икесе дә каты чишелеш кичермиләр. 1800 ~ 2600 at саф SiC-та Sc-ның эрүчәнлеге кечкенә, якынча (2 ~ 3) × 1017атом · см-3.
② temperatureгары температураны җылылык белән эшкәртү
SiC керамикасының югары температуралы җылылык белән эшкәртү такталардагы кимчелекләрне, дислокацияләрне һәм калдык стрессларын бетерергә, кайбер аморф материалларның кристаллга структур үзгәрүен һәм фонның таралу эффектын зәгыйфьләндерергә ярдәм итә. Моннан тыш, югары температуралы җылылык белән эшкәртү SiC бөртекләренең үсүенә эффектив ярдәм итә ала, һәм ахыр чиктә материалның җылылык үзлекләрен яхшырта ала. Мәсәлән, 1950 ° C температурада югары температурада эшкәртелгәннән соң, SiC керамикасының җылылык диффузия коэффициенты 83.03 мм2 · с-1 дән 89,50 мм2 · с-1гә кадәр артты, һәм бүлмә температурасы җылылык үткәрүчәнлеге 180,94W · мдан артты. -1 · К-1 дән 192.17В · м-1 · К-1. Highгары температуралы җылылык белән эшкәртү SiC өслегендә һәм тактасында синтеринг ярдәменең дезоксидацияләү сәләтен эффектив рәвештә яхшырта, һәм SiC бөртекләре арасындагы бәйләнешне ныгыта. Heatгары температуралы җылылык белән эшкәртелгәннән соң, SiC керамикасының бүлмә температурасы җылылык үткәрүчәнлеге сизелерлек яхшырды.
Пост вакыты: 24-2024 октябрь