Жартылай өткізгіштер өнеркәсібінде неге жоғары жылу өткізгіш SiC керамикасына сұраныс артуда?

Қазіргі уақытта,кремний карбиді (SiC)ішкі және халықаралық деңгейде жылу өткізгіш керамикалық материалдарды зерттеудің жоғары белсенді бағыты болып табылады. Кейбір кристалдар түрлері үшін 270 Вт/мК дейін жетуі мүмкін теориялық жылу өткізгіштігімен,SiCток өткізбейтін материалдар бойынша үздік орындаушылар қатарында. Оның қолданылуы жартылай өткізгіш құрылғылардың астарларына, жоғары жылу өткізгіш керамикалық материалдарға, жартылай өткізгіштерді өңдеудегі қыздырғыштар мен ыстық плиталарға, ядролық отынға арналған капсула материалдарына және компрессорлық сорғылардағы герметикалық тығыздағыштарға қатысты.

ҚалайКремний карбидіЖартылай өткізгіштер өнеркәсібінде қолданылады?

Жартылай өткізгіштер өнеркәсібіндегі кремний пластинкаларын өндіруде ұнтақтау тақталары мен арматуралар маңызды технологиялық жабдық болып табылады. Тегістеу тақталары шойыннан немесе көміртекті болаттан жасалған болса, олардың қызмет ету мерзімі қысқа және термиялық кеңею коэффициенті жоғары болады. Кремний пластинасын өңдеу кезінде, әсіресе жоғары жылдамдықпен тегістеу немесе жылтырату кезінде, бұл тегістеу пластиналарының тозуы және термиялық деформациясы кремний пластинкаларының тегістігі мен параллельділігін сақтауды қиындатады. Дегенмен, кремний карбиді керамикадан жасалған тегістеу тақталары жоғары қаттылық пен аз тозуды көрсетеді, термиялық кеңею коэффициенті кремний пластинкаларына сәйкес келеді, бұл жоғары жылдамдықты тегістеу мен жылтыратуға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар, кремний пластинкаларын өндіру кезінде тасымалдау үшін көбінесе кремний карбиді арматурасын пайдалана отырып, жоғары температурада термиялық өңдеу қажет. Бұл құрылғылар ыстыққа және зақымдануға төзімді және өнімділікті арттыру, пластинаның зақымдалуын азайту және ластану диффузиясын болдырмау үшін гауһар тәрізді көміртекпен (DLC) қапталуы мүмкін. Сонымен қатар, үшінші буындағы кең жолақты жартылай өткізгіш материалдардың өкілі ретінде кремний карбидінің монокристалдары кең жолақ (кремнийден шамамен үш есе), жоғары жылу өткізгіштік (кремнийден шамамен 3,3 есе немесе одан 10 есе артық) сияқты қасиеттерге ие. GaAs), электрондардың жоғары қанығу жылдамдығы (кремнийден шамамен 2,5 есе) және жоғары ыдырау электр өрісі (кремнийден шамамен 10 есе немесе GaAs-тен бес есе). Кремний карбид құрылғылары практикалық қолданудағы дәстүрлі жартылай өткізгіш материалдар құрылғыларының кемшіліктерін өтейді және бірте-бірте қуатты жартылай өткізгіштерде негізгі ағымға айналады.

Неліктен жоғары жылу өткізгіштікке сұранысSiC керамикаКөтеріліп жатыр ма?

Үздіксіз технологиялық жетістіктермен сұраныскремний карбидті керамикажартылай өткізгіш өнеркәсібінде қарқынды өсуде. Жоғары жылуөткізгіштік жартылай өткізгіштерді өндіруге арналған жабдықтың құрамдас бөліктерінде оларды қолданудың маңызды көрсеткіші болып табылады, бұл жоғары жылу өткізгіштікке зерттеу жүргізуге мүмкіндік береді.SiC керамикашешуші. Тордағы оттегінің мөлшерін азайту, тығыздықты арттыру және тордағы екінші фазаның таралуын ұтымды бақылау жылу өткізгіштігін арттырудың негізгі әдістері болып табылады.кремний карбидті керамика.

Қазіргі уақытта жоғары жылу өткізгіштік бойынша зерттеулер жүргізілудеSiC керамикаҚытайда шектеулі және әлемдік стандарттардан айтарлықтай артта қалды. Болашақ зерттеу бағыттары мыналарды қамтиды:

Дайындық үдерісін зерттеуді күшейтуSiC керамикалықұнтақтар, өйткені жоғары тазалықтағы оттегі аз SiC ұнтағын дайындау жоғары жылу өткізгіштікке қол жеткізу үшін негіз болып табылады.SiC керамика.

Агломерациялық құралдарды таңдауды және теориялық зерттеуді күшейту.

Жоғары сапалы агломерациялау жабдығын әзірлеу, өйткені ақылға қонымды микроқұрылымды алу үшін агломерациялау процесін реттеу жоғары жылу өткізгіштікке ие болу үшін өте маңызды.SiC керамика.

Қандай шаралар жылу өткізгіштігін арттыруға боладыSiC керамика?

Жылу өткізгіштігін арттырудың кілтіSiC керамикафонондардың шашырау жиілігін азайту және фонондардың орташа бос жолын арттыру болып табылады. Бұған кеуектілік пен дән шекарасының тығыздығын азайту арқылы тиімді қол жеткізуге боладыSiC керамика, SiC түйіршіктерінің шекараларының тазалығын арттыру, SiC торларындағы қоспаларды немесе ақауларды азайту және SiC-тегі жылу тасымалдаушыларының ұлғаюы. Қазіргі уақытта агломерациялық құралдардың түрі мен мазмұнын оңтайландыру және жоғары температурада термиялық өңдеу жылу өткізгіштігін арттырудың негізгі шаралары болып табылады.SiC керамика.

Агломерациялық құралдардың түрі мен мазмұнын оңтайландыру

Жылуөткізгіштігі жоғары дайындау кезінде әртүрлі агломерациялық көмекші заттар жиі қосыладыSiC керамика. Бұл агломерациялық құралдардың түрі мен мазмұны жылу өткізгіштікке айтарлықтай әсер етедіSiC керамика. Мысалы, Al2O3 жүйесін агломерациялау құралдарындағы Al немесе O сияқты элементтер SiC торына оңай ериді, бос орындар мен ақаулар тудырады, осылайша фононның шашырау жиілігін арттырады. Сонымен қатар, агломерациялық көмектің мазмұны тым төмен болса, агломерациялау кезінде материал тығыздамауы мүмкін, ал агломерациялық көмектің жоғары мөлшері қоспалар мен ақаулардың көбеюіне әкелуі мүмкін. Шамадан тыс сұйық фазалық агломерация құралдары SiC дәндерінің өсуін тежеп, фононның орташа бос жолын азайтуы мүмкін. Сондықтан жоғары жылу өткізгіштікке қол жеткізуSiC керамика, тығыздауды қамтамасыз ете отырып, агломерациялық көмектің мазмұнын барынша азайту және SiC торында оңай ерімейтін агломерациялау құралдарын таңдау қажет.

Қазіргі уақытта ыстық басылғанSiC керамикаBeO агломерациялық көмекші ретінде пайдалану бөлме температурасының ең жоғары жылу өткізгіштігін көрсетеді (270 Вт·м-1·К-1). Дегенмен, BeO өте улы және канцерогенді, сондықтан оны зертханаларда немесе өнеркәсіпте кеңінен қолдануға жарамсыз етеді. Y2O3-Al2O3 жүйесінің 1760°C эвтектикалық нүктесі бар және сұйық фазалық агломерацияға арналған жалпы көмекші құрал болып табылады.SiC керамика, бірақ Al3+ SiC торында оңай еритіндіктен,SiC керамикаБұл жүйеде агломерациялық көмекші ретінде 200 Вт·м-1·К-1 төмен бөлме температурасындағы жылу өткізгіштікке ие болады.

Y, Sm, Sc, Gd және La сияқты сирек жер элементтері SiC торында оңай ерімейді және оттегіге жақындығы жоғары, SiC торындағы оттегінің құрамын тиімді төмендетеді. Сондықтан Y2O3-RE2O3 (RE=Sm, Sc, Gd, La) жүйесі әдетте жоғары жылу өткізгіштік (>200 Вт·м-1·К-1) дайындау үшін агломерациялық көмекші ретінде пайдаланылады.SiC керамика. Мысалы, Y2O3-Sc2O3 жүйесінде Y3+ мен Si4+ арасындағы иондық ауытқу қатты ерітінділердің түзілуіне жол бермейді. Sc таза SiC-тегі ерігіштігі 1800~2600°C температурада салыстырмалы түрде төмен, шамамен (2~3)×10^17 атом·см^-3.

Әртүрлі агломерациялық көмекші құралдары бар SiC керамикасының жылулық қасиеттері

Жоғары температуралық термиялық өңдеу

Жоғары температурада термиялық өңдеуSiC керамикакейбір аморфты құрылымдардың кристалдық құрылымдарға айналуына ықпал ететін және фононның шашырауын азайта отырып, тор ақауларын, дислокацияны және қалдық кернеуді жоюға көмектеседі. Сонымен қатар, жоғары температуралы термиялық өңдеу SiC дәндерінің өсуіне тиімді ықпал етеді, сайып келгенде, материалдың жылу қасиеттерін жақсартады. Мысалы, 1950°С жоғары температурада термиялық өңдеуден кейін жылу диффузиялықSiC керамика83,03 мм2·с-1-ден 89,50 мм2·с-1-ге дейін өсті, ал бөлме температурасының жылу өткізгіштігі 180,94 Вт·м-1·К-1-ден 192,17 Вт·м-1·К-1 дейін өсті. Жоғары температурада термиялық өңдеу SiC бетіндегі және тордағы агломерациялық құралдардың тотықсыздану қабілетін айтарлықтай жақсартады және SiC түйіршіктерінің байланыстарын қатайтады. Демек, бөлме температурасының жылу өткізгіштігіSiC керамикажоғары температуралық термиялық өңдеуден кейін айтарлықтай жақсарады.**

Semicorex-те біз маманданамызSiC керамикажәне жартылай өткізгіштерді өндіруде қолданылатын басқа керамикалық материалдар, егер сізде қандай да бір сұрақтарыңыз болса немесе қосымша мәліметтер қажет болса, бізбен байланысудан тартынбаңыз.

Байланыс телефоны: +86-13567891907

Электрондық пошта: sales@semicorex.com