சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களுக்கான சிறப்பு தயாரிப்பு நுட்பங்கள்

சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) பீங்கான்பொருட்கள் உயர் வெப்பநிலை வலிமை, வலுவான ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு, உயர்ந்த உடைகள் எதிர்ப்பு, வெப்ப நிலைத்தன்மை, குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகம், உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன், அதிக கடினத்தன்மை, வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு மற்றும் இரசாயன அரிப்பு எதிர்ப்பு உள்ளிட்ட சிறந்த பண்புகளை கொண்டிருக்கின்றன. இந்த பண்புகள் SiC மட்பாண்டங்களை வாகனம், இயந்திரவியல் மற்றும் இரசாயனத் தொழில்கள், சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு, விண்வெளித் தொழில்நுட்பம், தகவல் மின்னணுவியல் மற்றும் ஆற்றல் போன்ற பல்வேறு துறைகளில் அதிகளவில் பொருந்தும்.SiC மட்பாண்டங்கள்அவற்றின் சிறப்பான செயல்திறன் காரணமாக பல தொழில்துறை துறைகளில் ஈடுசெய்ய முடியாத கட்டமைப்பு பீங்கான் பொருளாக மாறியுள்ளது.

மேம்படுத்தும் கட்டமைப்பு பண்புகள் என்னSiC செராமிக்ஸ்?

இன் உயர்ந்த பண்புகள்SiC மட்பாண்டங்கள்அவற்றின் தனித்துவமான அமைப்புடன் நெருங்கிய தொடர்புடையவை. SiC என்பது மிகவும் வலுவான கோவலன்ட் பிணைப்புகளைக் கொண்ட ஒரு சேர்மமாகும், இதில் Si-C பிணைப்பின் அயனித் தன்மை சுமார் 12% மட்டுமே. இதன் விளைவாக அதிக வலிமை மற்றும் ஒரு பெரிய மீள் மாடுலஸ், சிறந்த உடைகள் எதிர்ப்பை வழங்குகிறது. தூய SiC ஆனது HCl, HNO3, H2SO4, அல்லது HF போன்ற அமிலக் கரைசல்களாலும் அல்லது NaOH போன்ற அல்கலைன் கரைசல்களாலும் அரிக்கப்படுவதில்லை. காற்றில் வெப்பமடையும் போது அது ஆக்சிஜனேற்றம் அடையும் போது, ​​மேற்பரப்பில் SiO2 அடுக்கு உருவாக்கம் மேலும் ஆக்ஸிஜன் பரவலைத் தடுக்கிறது, இதனால் ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம் குறைவாக இருக்கும். கூடுதலாக, SiC குறைக்கடத்தி பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது, சிறிய அளவு அசுத்தங்கள் அறிமுகப்படுத்தப்படும் போது நல்ல மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறன்.

SiC இன் வெவ்வேறு படிக வடிவங்கள் அதன் பண்புகளை எவ்வாறு பாதிக்கின்றன?

SiC இரண்டு முக்கிய படிக வடிவங்களில் உள்ளது: α மற்றும் β. β-SiC ஒரு கன படிக அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, Si மற்றும் C ஆகியவை முகத்தை மையமாகக் கொண்ட கனசதுர லட்டுகளை உருவாக்குகின்றன. 4H, 15R மற்றும் 6H உட்பட 100க்கும் மேற்பட்ட பாலிடைப்களில் α-SiC உள்ளது, தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் 6H பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த பாலிடைப்களின் நிலைத்தன்மை வெப்பநிலையைப் பொறுத்து மாறுபடும். 1600°Cக்கு கீழே, SiC ஆனது β வடிவில் உள்ளது, 1600°Cக்கு மேல், β-SiC படிப்படியாக பல்வேறு α-SiC பாலிடைப்களாக மாறுகிறது. உதாரணமாக, 4H-SiC ஆனது 2000°C அளவில் உருவாகிறது, அதே சமயம் 15R மற்றும் 6H பாலிடைப்களுக்கு 2100°Cக்கு மேல் வெப்பநிலை எளிதாக உருவாக வேண்டும். 6H பாலிடைப் 2200°Cக்கு மேல் நிலையாக இருக்கும். இந்த பாலிடைப்களுக்கு இடையே உள்ள இலவச ஆற்றலில் உள்ள சிறிய வேறுபாடு, சிறிய அசுத்தங்கள் கூட அவற்றின் வெப்ப நிலைத்தன்மை உறவுகளை மாற்றும்.

SiC பொடிகளை தயாரிப்பதற்கான நுட்பங்கள் என்ன?

SiC பொடிகளை தயாரிப்பது, மூலப்பொருட்களின் ஆரம்ப நிலையின் அடிப்படையில் திட-கட்ட தொகுப்பு மற்றும் திரவ-கட்ட தொகுப்பு என வகைப்படுத்தலாம்.

திட-கட்ட தொகுப்பில் உள்ள முறைகள் என்ன? 

திட-கட்ட தொகுப்பு முதன்மையாக கார்போதெர்மல் குறைப்பு மற்றும் நேரடி சிலிக்கான்-கார்பன் எதிர்வினைகளை உள்ளடக்கியது. கார்போதெர்மல் குறைப்பு முறையானது அச்செசன் செயல்முறை, செங்குத்து உலை முறை மற்றும் உயர் வெப்பநிலை ரோட்டரி உலை முறை ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. அச்செஸனால் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட அச்செசன் செயல்முறையானது, அதிக வெப்பநிலை மற்றும் வலுவான மின்சார புலங்களின் கீழ் ஒரு மின்வேதியியல் எதிர்வினையால் இயக்கப்படும் அச்செசன் மின்சார உலையில் கார்பன் மூலம் குவார்ட்ஸ் மணலில் சிலிக்காவைக் குறைப்பதை உள்ளடக்கியது. ஒரு நூற்றாண்டுக்கும் மேலான தொழில்துறை உற்பத்தியின் வரலாற்றைக் கொண்ட இந்த முறை, ஒப்பீட்டளவில் கரடுமுரடான SiC துகள்களை அளிக்கிறது மற்றும் அதிக மின் நுகர்வு கொண்டது, இதில் பெரும்பாலானவை வெப்பமாக இழக்கப்படுகின்றன.

1970 களில், Acheson செயல்முறையின் மேம்பாடுகள் 1980 களில் செங்குத்து உலைகள் மற்றும் β-SiC தூளை ஒருங்கிணைப்பதற்கான உயர்-வெப்பநிலை சுழலும் உலைகள் போன்ற வளர்ச்சிகளுக்கு வழிவகுத்தது, 1990 களில் மேலும் முன்னேற்றங்கள். ஓசாகி மற்றும் பலர். SiO2 மற்றும் Si தூள் கலவையை சூடாக்குவதன் மூலம் வெளியிடப்படும் SiO வாயு, செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனுடன் வினைபுரிகிறது, அதிகரித்த வெப்பநிலை மற்றும் நீட்டிக்கப்பட்ட ஹோல்டிங் நேரம் அதிக SiO வாயு வெளியிடப்படுவதால் தூளின் குறிப்பிட்ட பரப்பளவைக் குறைக்கிறது. நேரடியான சிலிக்கான்-கார்பன் எதிர்வினை முறை, சுய-பிரச்சார உயர்-வெப்பநிலை தொகுப்பின் பயன்பாடானது, வெளிப்புற வெப்ப மூலத்துடன் வினைத்திறன் உடலைப் பற்றவைத்து, செயல்முறையைத் தக்கவைக்க, தொகுப்பின் போது வெளியிடப்படும் இரசாயன எதிர்வினை வெப்பத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த முறை குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வு, எளிமையான உபகரணங்கள் மற்றும் செயல்முறைகள் மற்றும் அதிக உற்பத்தித்திறனைக் கொண்டுள்ளது, இருப்பினும் எதிர்வினையைக் கட்டுப்படுத்துவது கடினம். சிலிக்கான் மற்றும் கார்பனுக்கு இடையே உள்ள பலவீனமான வெளிவெப்ப வினையானது அறை வெப்பநிலையில் பற்றவைத்து நிலைத்திருப்பதை சவாலாக ஆக்குகிறது, இரசாயன உலைகள், நேரடி மின்னோட்டம், முன் சூடாக்குதல் அல்லது துணை மின்புலங்கள் போன்ற கூடுதல் ஆற்றல் மூலங்கள் தேவைப்படுகின்றன.

திரவ-கட்ட முறைகளைப் பயன்படுத்தி SiC தூள் எவ்வாறு ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது? 

திரவ-கட்ட தொகுப்பு முறைகளில் சோல்-ஜெல் மற்றும் பாலிமர் சிதைவு நுட்பங்கள் அடங்கும். ஈவெல் மற்றும் பலர். முதலில் சோல்-ஜெல் முறையை முன்மொழிந்தார், இது பின்னர் 1952 ஆம் ஆண்டில் மட்பாண்ட தயாரிப்புக்கு பயன்படுத்தப்பட்டது. இந்த முறை திரவ இரசாயன எதிர்வினைகளை பயன்படுத்தி அல்காக்சைடு முன்னோடிகளை தயாரிக்கிறது, அவை குறைந்த வெப்பநிலையில் கரைந்து ஒரே மாதிரியான தீர்வை உருவாக்குகின்றன. பொருத்தமான ஜெல்லிங் முகவர்களைச் சேர்ப்பதன் மூலம், அல்காக்சைடு நீராற்பகுப்பு மற்றும் பாலிமரைசேஷனுக்கு உட்பட்டு ஒரு நிலையான சோல் அமைப்பை உருவாக்குகிறது. நீண்ட நேரம் நின்று அல்லது உலர்த்திய பிறகு, Si மற்றும் C ஆகியவை மூலக்கூறு மட்டத்தில் ஒரே மாதிரியாக கலக்கப்படுகின்றன. இந்தக் கலவையை 1460-1600°Cக்கு சூடாக்குவது கார்போதெர்மல் குறைப்பு வினையைத் தூண்டி நுண்ணிய SiC பொடியை உருவாக்குகிறது. சோல்-ஜெல் செயலாக்கத்தின் போது கட்டுப்படுத்த வேண்டிய முக்கிய அளவுருக்கள் தீர்வு pH, செறிவு, எதிர்வினை வெப்பநிலை மற்றும் நேரம் ஆகியவை அடங்கும். இந்த முறையானது பல்வேறு சுவடு கூறுகளை ஒரே மாதிரியான சேர்க்கைக்கு உதவுகிறது, ஆனால் எஞ்சிய ஹைட்ராக்சில் மற்றும் கரிம கரைப்பான்கள் ஆரோக்கியத்திற்கு தீங்கு விளைவிக்கும், அதிக மூலப்பொருள் செலவுகள் மற்றும் செயலாக்கத்தின் போது குறிப்பிடத்தக்க சுருக்கம் போன்ற குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.

ஆர்கானிக் பாலிமர்களின் உயர்-வெப்பநிலை சிதைவு SiC ஐ உற்பத்தி செய்வதற்கான மற்றொரு பயனுள்ள முறையாகும்:

ஜெல் பாலிசிலோக்சேன்களை சூடாக்கி அவற்றை சிறிய மோனோமர்களாக சிதைத்து, இறுதியில் SiO2 மற்றும் C ஐ உருவாக்குகிறது, பின்னர் அவை கார்போதெர்மல் குறைப்புக்கு உட்பட்டு SiC பொடியை உருவாக்குகின்றன.

பாலிகார்போசிலேன்களை சூடாக்கி அவற்றை சிறிய மோனோமர்களாக சிதைத்து, ஒரு கட்டமைப்பை உருவாக்குகிறது, இது இறுதியில் SiC தூளாக விளைகிறது. சமீபத்திய சோல்-ஜெல் நுட்பங்கள் SiO2-அடிப்படையிலான சோல்/ஜெல் பொருட்களின் உற்பத்தியை செயல்படுத்தி, ஜெல்லுக்குள் சின்டரிங் மற்றும் கடினமான சேர்க்கைகளின் ஒரே மாதிரியான விநியோகத்தை உறுதிசெய்தது, இது உயர் செயல்திறன் கொண்ட SiC செராமிக் பொடிகளை உருவாக்க உதவுகிறது.

அழுத்தம் இல்லாத சின்டரிங் ஏன் ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய நுட்பமாக கருதப்படுகிறதுSiC செராமிக்ஸ்?

அழுத்தம் இல்லாத சின்டரிங் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய முறையாகக் கருதப்படுகிறதுசிண்டரிங் SiC. சின்டரிங் பொறிமுறையைப் பொறுத்து, அதை திட-கட்ட சின்டரிங் மற்றும் திரவ-கட்ட சின்டரிங் என பிரிக்கலாம். S. Proehazka 98% க்கும் அதிகமான அடர்த்தியை SiC சின்டர் செய்யப்பட்ட உடல்களுக்குப் பொருத்தமான அளவு B மற்றும் C ஐ அல்ட்ரா-ஃபைன் β-SiC பவுடரில் (ஆக்சிஜன் உள்ளடக்கம் 2%க்குக் குறைவாக உள்ளது) மற்றும் சாதாரண அழுத்தத்தின் கீழ் 2020°C இல் சின்டரிங் செய்வதன் மூலம் அடைந்தது. ஏ. முல்லா மற்றும் பலர். 1850-1950 ° C இல் 0.5μm β-SiC (துகள் மேற்பரப்பில் சிறிய அளவு SiO2 உடன்) க்கு Al2O3 மற்றும் Y2O3 சேர்க்கைகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது, சராசரியாக 95% கோட்பாட்டு அடர்த்தி மற்றும் நுண்ணிய தானியங்களின் ஒப்பீட்டு அடர்த்தியை அடைகிறது. 1.5μm அளவு.

ஹாட் பிரஸ் சின்டரிங் எப்படி மேம்படுத்துகிறதுSiC செராமிக்ஸ்?

தூய SiC ஐ எந்த சின்டரிங் உதவியும் இல்லாமல் மிக அதிக வெப்பநிலையில் மட்டுமே அடர்த்தியாக சின்டர் செய்ய முடியும் என்று Nadeau சுட்டிக் காட்டினார். பல ஆய்வுகள் பி, அல், நி, ஃபெ, சிஆர் மற்றும் பிற உலோகங்களை SiC இன் அடர்த்தியில் சேர்ப்பதன் விளைவுகளை ஆய்வு செய்துள்ளன, Al மற்றும் Fe ஆகியவை ஹாட் பிரஸ் சின்டரிங் ஊக்குவிப்பதில் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். எஃப்.எஃப். லாங்கே, Al2O3 இன் மாறுபட்ட அளவுகளுடன் ஹாட் பிரஸ்-சின்டெர்டு SiC இன் செயல்திறனை ஆராய்ந்தார், இது ஒரு கரைப்பு-மறுபடிவு பொறிமுறைக்கு அடர்த்தியைக் காரணம் காட்டுகிறது. இருப்பினும், ஹாட் பிரஸ் சின்டரிங் எளிய வடிவ SiC கூறுகளை மட்டுமே உருவாக்க முடியும், மேலும் ஒரு ஒற்றை சின்டரிங் செயல்பாட்டில் தயாரிப்பு அளவு குறைவாக உள்ளது, இது தொழில்துறை உற்பத்திக்கு குறைவாகவே பொருத்தமானது.

SiC க்கான ரியாக்ஷன் சின்டரிங் நன்மைகள் மற்றும் வரம்புகள் என்ன?

எதிர்வினை-சிந்தெரிக்கப்பட்ட SiC, சுய-பிணைக்கப்பட்ட SiC என்றும் அறியப்படும், ஒரு நுண்ணிய பச்சை நிற உடலை வாயு அல்லது திரவ நிலைகளுடன் வினைபுரிந்து வெகுஜனத்தை அதிகரிக்கவும், போரோசிட்டியைக் குறைக்கவும் மற்றும் அதை வலுவான, பரிமாண துல்லியமான தயாரிப்பாக மாற்றவும் செய்கிறது. செயல்முறையானது ஒரு குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் α-SiC தூள் மற்றும் கிராஃபைட்டைக் கலந்து, சுமார் 1650 டிகிரி செல்சியஸ் வரை சூடாக்குகிறது, மேலும் உருகிய Si அல்லது வாயு Si உடன் பச்சை உடலில் ஊடுருவி, கிராஃபைட்டுடன் வினைபுரிந்து β-SiC ஐ உருவாக்குகிறது, இது ஏற்கனவே உள்ள α-SiC ஐ பிணைக்கிறது. துகள்கள். முழுமையான Si ஊடுருவல் ஒரு முழு அடர்த்தியான, பரிமாண நிலையான எதிர்வினை-உருவாக்கப்பட்ட உடலை உருவாக்குகிறது. மற்ற சின்டரிங் முறைகளுடன் ஒப்பிடுகையில், வினைத்திறன் சின்டரிங் என்பது அடர்த்தியின் போது குறைந்தபட்ச பரிமாண மாற்றங்களை உள்ளடக்கியது, இது துல்லியமான கூறுகளை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது. இருப்பினும், சின்டர் செய்யப்பட்ட உடலில் கணிசமான அளவு SiC இருப்பது மோசமான உயர் வெப்பநிலை செயல்திறனுக்கு வழிவகுக்கிறது.

சுருக்கமாக,SiC மட்பாண்டங்கள்பிரஷர்லெஸ் சின்டரிங், ஹாட் பிரஸ் சின்டரிங், ஹாட் ஐசோஸ்டேடிக் பிரஸ்ஸிங் மற்றும் ரியாக்ஷன் சின்டரிங் ஆகியவற்றால் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.SiC மட்பாண்டங்கள்ஹாட் பிரஸ் மற்றும் ஹாட் ஐசோஸ்டேடிக் பிரஸ்ஸிங்கில் இருந்து பொதுவாக அதிக சின்டர்டு அடர்த்தி மற்றும் நெகிழ்வு பலம் இருக்கும், அதே சமயம் எதிர்வினை-சிண்டேர்ட் SiC ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த மதிப்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இயந்திர பண்புகள்SiC மட்பாண்டங்கள்வெவ்வேறு சின்டரிங் சேர்க்கைகளுடன் மாறுபடும். அழுத்தமற்ற, சூடான அழுத்தி, மற்றும் எதிர்வினை-சிண்டேட்SiC மட்பாண்டங்கள்வலுவான அமிலங்கள் மற்றும் தளங்களுக்கு நல்ல எதிர்ப்பை வெளிப்படுத்துகிறது, ஆனால் எதிர்வினை-சிந்தெரிக்கப்பட்ட SiC ஆனது HF போன்ற வலுவான அமிலங்களுக்கு ஏழை அரிப்பை எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது. உயர் வெப்பநிலை செயல்திறன் அடிப்படையில், கிட்டத்தட்ட அனைத்துSiC மட்பாண்டங்கள்900°C க்குக் கீழே வலிமை மேம்பாட்டைக் காட்டுகின்றன, அதே சமயம் இலவச Si இருப்பதால், எதிர்வினை-சிந்தெரிக்கப்பட்ட SiCயின் நெகிழ்வு வலிமை 1400°Cக்கு மேல் கூர்மையாகக் குறைகிறது. அழுத்தமற்ற மற்றும் சூடான ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்தத்தின் உயர்-வெப்பநிலை செயல்திறன்SiC மட்பாண்டங்கள்முதன்மையாக பயன்படுத்தப்படும் சேர்க்கைகளின் வகையைப் பொறுத்தது.

ஒவ்வொரு சின்டெரிங் முறைக்கும் போதுSiC மட்பாண்டங்கள்அதன் தகுதிகள் உள்ளன, தொழில்நுட்பத்தின் விரைவான முன்னேற்றம் தொடர்ந்து மேம்பாடுகளை அவசியமாக்குகிறதுSiC பீங்கான்செயல்திறன், உற்பத்தி நுட்பங்கள் மற்றும் செலவு குறைப்பு. குறைந்த வெப்பநிலை சின்டரிங் அடையும்SiC மட்பாண்டங்கள்ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் உற்பத்திச் செலவுகளைக் குறைப்பதில் முக்கியமானது, இதன் மூலம் தொழில்மயமாக்கலை ஊக்குவிக்கிறதுSiC பீங்கான்பொருட்கள்.**

Semicorex இல் நாங்கள் நிபுணத்துவம் பெற்றுள்ளோம்SiC செராமிக்ஸ்மற்றும் செமிகண்டக்டர் தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படும் மற்ற பீங்கான் பொருட்கள், உங்களுக்கு ஏதேனும் விசாரணைகள் இருந்தால் அல்லது கூடுதல் விவரங்கள் தேவைப்பட்டால், தயவுசெய்து எங்களைத் தொடர்புகொள்ள தயங்க வேண்டாம்.

தொடர்பு தொலைபேசி: +86-13567891907

மின்னஞ்சல்: sales@semicorex.com