சிலிக்கான் நைட்ரைடு பீங்கான்களின் நடைமுறை மற்றும் தத்துவார்த்த வெப்ப கடத்துத்திறன் இடையே உள்ள இடைவெளிக்கான காரணங்கள்

சிலிக்கான் நைட்ரைடு (Si₃N₄) என்பது 320 W/(m·K) உள்ள உள்ளார்ந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் கொண்ட ஒரு கட்டமைப்பு பீங்கான் பொருளாகும், இது அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் சிறந்த இயந்திர பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் அதன் உயர்ந்த நிலைத்தன்மைக்கு நன்றி, Si₃N₄ நவீன குறைக்கடத்தி தொழில்துறையில் பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட பீங்கான் அடி மூலக்கூறு பேக்கேஜிங் பொருளாக மாறியுள்ளது. இருப்பினும், Si₃N₄ இன் நடைமுறை வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் அதன் தத்துவார்த்த மதிப்பு ஆகியவற்றுக்கு இடையே குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு உள்ளது. இத்தகைய வேறுபாடுகளுக்குக் காரணமான முதன்மையான காரணிகளை இந்தக் கட்டுரை ஆராய்கிறது.

1 லட்டு ஆக்ஸிஜன்

Si₃N₄ இல் வெப்ப கடத்துத்திறன் முக்கியமாக ஃபோனான் பரிமாற்றத்தால் நிர்வகிக்கப்படுகிறது. காலியிடங்கள், ஸ்டாக்கிங் தவறுகள் மற்றும் இண்டர்கிரானுலர் அசுத்தங்கள் உள்ளிட்ட லட்டு குறைபாடுகள் ஃபோனான் சிதறலை தீவிரப்படுத்துகின்றன மற்றும் சிலிக்கான் நைட்ரைட்டின் வெப்ப கடத்துத்திறனைக் குறைக்கின்றன.

Lattice ஆக்ஸிஜன் Si₃N₄ வெப்ப கடத்துத்திறனை மாற்றும் ஒரு தீர்க்கமான காரணியாக செயல்படுகிறது. ஆக்ஸிஜன் அணுக்கள் Si₃N₄ லட்டியில் ஊடுருவிய பிறகு, சிலிக்கான் காலியிடங்கள் உருவாகின்றன, ஃபோனான் சராசரி இலவச பாதையை கடுமையாக சுருக்கி, அதற்கேற்ப வெப்ப கடத்துத்திறனைக் குறைக்கிறது. Si₃N₄ இன் வெப்ப செயல்திறனை அதிகரிக்க, மூலப் பொடிகளில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் உள்ளடக்கம் சின்டரிங் செயல்பாட்டை மேம்படுத்துவதற்குக் குறைக்கப்பட வேண்டும், அதே நேரத்தில் கூடுதல் ஆக்ஸிஜன் மாசுபாட்டைத் தடுக்க நுண்ணிய தொடக்க துகள் அளவுகள் தக்கவைக்கப்படுகின்றன.

வழக்கமான சின்டரிங் சேர்க்கைகள்Si₃N₄லட்டு ஆக்ஸிஜனின் மற்றொரு முக்கிய ஆதாரமாகும். இந்த சேர்க்கைகள் திரவ நிலையில் பொதுவாக 1 W/(m·K) க்கும் குறைவான வெப்ப கடத்துத்திறனுடன் இடைநிலை இரண்டாம் நிலைகளை உருவாக்குகின்றன, இது Si₃N₄ இன் மொத்த வெப்ப கடத்துத்திறனை பாதிக்கிறது. அரிதான-எர்த் ஆக்சைடு சின்டரிங் சேர்க்கைகளை ஏற்றுக்கொள்வது அரிதான-பூமி உறுப்புகளின் அயனி ஆரம் குறைவதால் லட்டு ஆக்ஸிஜன் உள்ளடக்கத்தை குறைக்கிறது என்பதை தற்போதைய ஆராய்ச்சி உறுதிப்படுத்துகிறது. முழு அடர்த்தி மற்றும் விரும்பத்தக்க தானிய அளவைப் பாதுகாக்கும் போது Si₃N₄ செராமிக் அடி மூலக்கூறுகளின் உற்பத்திச் செலவைக் குறைக்க குறைந்த வெப்பநிலை சின்டரிங் விரும்பப்படுகிறது.

மேலும், கார்பன் பவுடரைக் குறைக்கும் மிதமான சேர்க்கை இரண்டாம் நிலை உருவாக்கத்தை அடக்குகிறது மற்றும் லேட்டிஸ் தூய்மையை மேம்படுத்துகிறது; உயர்ந்த வெப்ப கடத்துத்திறனை அடைய அதிகப்படியான இலவச கார்பன் தவிர்க்கப்பட வேண்டும்.

2 சிலிக்கான் நைட்ரைட்டின் படிக அமைப்பு

சிலிக்கான் நைட்ரைடு என்பது 140.68 மூலக்கூறு எடை கொண்ட ஒரு வலுவான கோவலன்ட் கலவை ஆகும். அதன் இரண்டு பரவலான பாலிமார்ப்கள், α‑Si₃N₄ மற்றும் β‑Si₃N₄, இரண்டும் அறுகோண படிக அமைப்பைச் சேர்ந்தவை. Si₃N₄ மட்பாண்டங்கள் பொதுவாக 1800 °C க்கு மேல் சின்டர் செய்யப்படுவதால், வணிக ரீதியாக கிடைக்கும் Si₃N₄ கூறுகளில் β‑Si₃N₄ ஆதிக்கம் செலுத்தும் படிக கட்டத்தை உருவாக்குகிறது.

(1) β‑Si₃N₄ தானிய வளர்ச்சிக்கான உந்து சக்தி

α‑to‑β கட்ட மாற்றத்தின் போது மீதமுள்ள மாற்றப்படாத α‑Si₃N₄ வெப்ப கடத்துத்திறன் மீது உச்சரிக்கப்படும் எதிர்மறை தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. எனவே, α‑Si₃N₄ இலிருந்து β‑Si₃N₄ க்கு முழுமையான கட்ட மாற்றம், மேம்படுத்தப்பட்ட வெப்ப கடத்துத்திறனுக்காக β‑Si₃N₄ இன் அணுக்கரு மற்றும் தானிய வளர்ச்சியை எளிதாக்குவது அவசியம்.

(2) வளர்ந்த β‑Si₃N₄ தானியங்களின் உருவவியல்

β‑Si₃N₄ தானிய அளவு அதிகரிப்பதன் மூலம் வெப்ப கடத்துத்திறன் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் உயர்கிறது, மேலும் நீட்டிக்கப்பட்ட அனீலிங் கால அளவு வெப்ப பரிமாற்ற திறனை மேலும் அதிகரிக்கிறது. இருப்பினும், தானியங்கள் ஒரு முக்கியமான பரிமாணத்திற்கு அப்பால் வளர்ந்தவுடன், கூடுதல் தானிய கரடுமுரடானது வெப்ப செயல்திறனில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தைக் கொண்டுவருகிறது.

3 உறவினர் அடர்த்தி

Si₃N₄ வெப்ப கடத்துத்திறனில் உறவினர் அடர்த்தி ஒரு முக்கிய செல்வாக்கை செலுத்துகிறது. அதிக போரோசிட்டி தெளிவான வெப்ப கடத்துத்திறன் சிதைவுக்கு வழிவகுக்கிறது. பொதுவாக, உயர்-வெப்ப-கடத்துத்திறன் Si₃N₄ மட்பாண்டங்கள் அதிக அடர்த்தி மற்றும் வெப்ப பரவல் தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அரிதான-பூமி ஆக்சைடுகள் முழு அடர்த்தியான சிலிக்கான் நைட்ரைடை உருவாக்குவதற்கு உதவுகின்றன. சிலிக்கான் நைட்ரைடு மட்பாண்டங்களின் அடர்த்தியை உணர திரவ-கட்ட சின்டரிங் கட்டாயமாகும் மற்றும் Si₃N₄ இன் இறுதி அடர்த்தி வெவ்வேறு சின்டரிங் அளவுருக்கள் மற்றும் செயலாக்க முறைகளின் கீழ் மாறுபடும். இந்த காரணத்திற்காக, உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன் Si₃N₄ மட்பாண்டங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கு பொருத்தமான சின்டரிங் நுட்பங்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது மிகவும் முக்கியமானது.

Semicorex உயர்தரத்தை வழங்குகிறதுsஇலிகான் நைட்ரைடு தட்டுsவெப்ப ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறைகளுக்கு. உங்களிடம் ஏதேனும் விசாரணைகள் இருந்தால் அல்லது கூடுதல் விவரங்கள் தேவைப்பட்டால், தயவுசெய்து எங்களைத் தொடர்புகொள்ள தயங்க வேண்டாம்.

தொடர்பு தொலைபேசி எண் +86-13567891907

மின்னஞ்சல்: sales@semicorex.com