Kòm youn nan materyèl yo reprezantan nan semi-conducteurs twazyèm-jenerasyon, Silisyòm carbure se apwopriye pou pwodiksyon an nan tanperati ki wo, segondè-frekans, anti-radyasyon, segondè-pouvwa ak segondè-dansite entegre aparèy elektwonik. A pwezan, carbure Silisyòm moun ki pa marye kristal substrate materyèl ki te itilize nan pwodiksyon aparèy jeneralman grandi pa metòd PVT (fizik transpò vapè). Etid yo montre ke pite a nan SiC poud ak lòt paramèt tankou gwosè patikil ak kalite kristal gen yon enpak sèten sou bon jan kalite a nan SiC kristal sèl grandi pa metòd PVT e menm bon jan kalite a nan aparèy ki vin apre. Atik sa a sitou konsantre sou pwosesis la sentèz nan wo-pite SiC poud pou kwasans kristal sèl pa metòd PVT.
SiC metòd sentèz poud
Gen plizyè fason pou sentetize poud SiC. Anjeneral pale, li ka apeprè divize an twa metòd. Premye metòd la se metòd faz solid la, nan mitan ki reprezantan metòd rediksyon karbotèrmik la, pwòp tèt ou-pwopaje metòd sentèz tanperati ki wo ak metòd pulverizasyon mekanik; dezyèm metòd la se metòd faz likid la, ki metòd reprezantan se sitou sol-koagulasyon Lakòl metòd ak polymère metòd dekonpozisyon tèmik; metòd la twazyèm se metòd faz gaz, ki gen ladan metòd depo chimik vapè, metòd plasma ak metòd endiksyon lazè.
1. Avantaj ak dezavantaj nan divès metòd
Silisyòm carbure poud la sentetize pa metòd faz solid la pi ékonomi, ak yon pakèt domèn matyè premyè ak pri ki ba, epi li fasil pou pwodui endistriyèlman. Sepandan, Silisyòm carbure poud la sentetize pa metòd sa a gen kontni segondè malpwòpte ak bon jan kalite ki ba; segondè-tanperati pwòp tèt ou-pwopaje metòd la sèvi ak tanperati a wo bay reyaktif yo chalè inisyal la yo kòmanse reyaksyon chimik la, ak Lè sa a, sèvi ak pwòp reyaksyon chimik chalè yo fè sibstans ki sou yo san reyaksyon kontinye ranpli reyaksyon chimik la. Sepandan, depi reyaksyon chimik la nan Si ak C emèt mwens chalè, lòt aditif yo dwe ajoute nan kenbe reyaksyon an pwòp tèt ou-pwopagasyon, ki inevitableman entwodwi eleman malpwòpte, ak metòd sa a fasil lakòz reyaksyon inegal.
A pwezan, teknoloji pou synthèse poud Silisyòm carbure pa metòd faz likid relativman matirite. Silisyòm carbure poud la sentetize pa metòd faz likid la trè bon ak nano ki menm gwosè ak poud amann, men pwosesis la pi konplike epi li fasil pou pwodwi sibstans danjere nan kò imen an.
Silisyòm carbure poud la sentetize pa metòd faz gaz la gen gwo pite ak ti gwosè patikil, ki se yon metòd komen pou sentèz segondè-pite Silisyòm karbid poud. Sepandan, metòd sentèz sa a gen gwo pwi ak ba sede, epi li pa apwopriye pou pwodiksyon an mas.
2. Silisyòm carbure ekipman sentèz poud
Silisyòm carbure poud sentèz ekipman yo itilize pou prepare Silisyòm carbure poud ki nesesè pou ap grandi Silisyòm carbure sèl kristal. Bon kalite Silisyòm carbure poud jwe yon wòl enpòtan nan kwasans ki vin apre nan Silisyòm carbure.
Sentèz la nan poud Silisyòm carbure adopte reyaksyon dirèk nan poud kabòn-wo pite ak Silisyòm poud, epi li se pwodwi pa yon metòd sentèz wo-tanperati. Pwensipal difikilte teknik Silisyòm carbure poud entèz ekipman yo tanperati anwo nan syèl la ak fermeture bale anwo nan syèl la ak kontwòl, bale dlo refroidissement chanm, bale ak mezi sistèm, sistèm de kontwòl elèktrik, poud entèz creuset chofaj ak couplage teknoloji.
Kounye a, pi gwo manifaktirè etranje gen ladan Cree, Aymont, elatriye, ak pite a nan poud sentetik ka rive jwenn 99.9995%. Inite prensipal domestik yo enkli Dezyèm Enstiti rechèch elektrik Lachin, Shandong Tianyue, Tianke Heda ak Akademi Chinwa Syans Enstiti Seramik la. Pite a ka jeneralman rive nan 99.999%, ak kèk inite ka rive jwenn 99.9995%.
High-pite SiC metòd sentèz poud
1. Metòd CVD
A pwezan, metòd entèz segondè-pite SiC poud ki te itilize pou devlope moun ki pa marye cristaux kesyon sa te poze genyen ladan yo: CVD metòd ak amelyore pwòp san pwopagan pou metòd entèz (tou te rele segondè-tanperati entèz metòd ou combustion metòd).
Pami yo, sous la Si pou CVD sentèz SiC poud jeneralman gen ladan siletr ak silikon tetraklorid, pandan y ap sous la C jeneralman itilize tetraklorid kabòn, metàn, etilèn, asetilèn, ak pwopan, pandan y ap dimethyldichlorosilane ak tetramethylsilane ak sou sa ka bay Si sous ak C sous an menm tan an.
SashiroEzaki et al. itilize metòd la CVD, lè l sèvi avèk grafit flokon kòm substra a, methyl kloroetan / idwojèn kòm gaz la reyaksyon ak gaz konpayi asirans, ak depoze SiC fim nan 1250 ～ 1350 ℃, ak Lè sa a nan pwosesis yo nan oksidasyon, marinated ak pulverizasyon, patikil yo te jwenn . SiC poud ak dyamèt 200 ～ 1200μm.
Malgre ke metòd sa a pwodui segondè-pite SiC poud, pwosesis la ki vin apre se konplike, matyè premyè yo chè, ak sede a se ki ba.
WZZhu et al. itilize metòd la CVD, lè l sèvi avèk silan ak asetilèn kòm gaz reyaksyon an, ak idwojèn kòm gaz konpayi asirans lan, sentetize ultra-amann ak segondè-pite SiC poud nan 1200-1400 ° C.
AparnaGupta et al. itilize hexamethylsilane kòm sous reyaksyon, idwojèn ak Agon kòm gaz konpayi asirans lan, epi tou li sentetize poud ultra-amann ak segondè-pite SiC nan 1050 a 1250 ° C lè l sèvi avèk metòd la CVD.
Manm ki nan de gwoup rechèch ki anwo yo te itilize metòd CVD pou sentetize poud SiC wo-pite lè l sèvi avèk sous gaz òganik. Sepandan, poud lan sentetize se nano-nivo ultra-amann poud. Malgre ke li gen gwo pite, li pa fasil pou kolekte epi li pa apwopriye pou pwodiksyon gwo volim. Sentèz la nan poud SiC pi se pa fezab nan devlopman nan endistriyalizasyon pita.
2. Oto-pwopagasyon sentèz
Metòd la anvan pwòp tèt ou-pwopagasyon sentèz se yon metòd pou dife kò a reyaktif ak yon sous chofaj ekstèn, ak Lè sa a, lè l sèvi avèk reyaksyon chimik chalè a nan sibstans pwòp li yo fè pwosesis la reyaksyon chimik ki vin apre kontinye natirèlman, kidonk sentèz materyèl yo.
Pifò nan metòd sa a sèvi ak Silisyòm poud ak nwa kabòn kòm matyè premyè, epi ajoute lòt aktivateur pou reyaji dirèkteman nan yon vitès siyifikatif nan 1000-1150 ° C pou pwodwi SiC poud. Entwodiksyon nan aktivateur pral inevitableman afekte pite a ak bon jan kalite nan pwodwi yo sentèz.
Se poutèt sa, anpil chèchè yo te pwopoze yon amelyore metòd pwòp tèt ou-pwopagasyon sentèz sou baz sa a. Amelyorasyon an se sitou pou fè pou evite entwodiksyon de aktivateur, ak asire pwogrè kontinyèl ak efikas nan reyaksyon sentèz la lè yo ogmante tanperati a sentèz ak kontinyèlman kap founi bay chofaj.
Osi bonè ke 1999, Bridgestone Konpayi Japon an itilize tetraethoxysilane kòm sous la Silisyòm ak résine fenol kòm sous la kabòn. Sèvi ak metòd la ki degaje konbisyon nan seri a nan 1700-2000 ℃, sentèz gwosè a patikil nan 10-500μm, bon jan kalite a nan kontni malpwòpte SiC poud ak yon fraksyon pi ba pase 0.5 × 10-6.
Sepandan, reaktan yo nan metòd sa a sèvi ak sibstans ki sou òganik, se konsa pri a nan matyè premyè se relativman wo, ki se pa fezab nan pwodiksyon an mas nan poud SiC.
Chèchè ki soti nan Enstiti a nan rechèch Silisyòm nan Akademi Chinwa a nan Syans itilize Si poud ak C poud ak fraksyon materyèl mas anvan tout koreksyon nan 99.9% oswa plis sentèz yon fraksyon 99.999% mas nan SiC poud apwopriye pou kwasans kristal sèl pa reyaksyon tanperati ki wo nan yon Ar atmosfè.
Ning Lina nan Inivèsite Shandong ak lòt moun menm jan melanje poud Si ak poud C ak yon rapò molè 1: 1. Sèvi ak metòd reyaksyon segondè a, poud SiC te sentetize nan tanperati ki wo.
LiWANG ak lòt moun sèvi ak kabòn aktive (gwosè patikil 20-100μm) ak grafit flokon (gwosè patikil 5-25μm) kòm sous kabòn (fraksyon mas 99.9%), ak Silisyòm-wo pite kòm sous Silisyòm (gwosè patikil 10-270μm, fraksyon mas 99.999%)).
High-pite SiC poud te prepare nan yon vakyòm-wo tanperati SINTERING gwo founo dife anba atmosfè agon nan 1900 ℃.
LihuanWANG et al. itilize poud Silisyòm (fraksyon mas 99.999%, patikil 5-10μm) ak poud kabòn (fraksyon mas 99.999%, patikil 5-20μm) sentèz segondè-pite SiC poud pa yon frekans entèmedyè chofaj konbisyon metòd sentèz.
Li Bin nan Enstiti Dezyèm Rechèch nan Lachin Elektwonik Teknoloji Gwoup Kòporasyon itilize pwòp tèt ou-pwopaje metòd sentèz Silisyòm carbure poud pou kwasans sèl kristal. Nan eksperyans, li te jwenn ke pite a nan Silisyòm carbure poud sentetize anba kondisyon vakyòm segondè se pi bon pase sa yo ki an Silisyòm carbure poud sentetize nan kondisyon gaz louvri konpayi asirans lan. An patikilye, kondisyon vakyòm segondè ede diminye konsantrasyon N nan poud carbure Silisyòm.
Anplis de sa, Silisyòm karbid kristal sèl yo te grandi lè l sèvi avèk Silisyòm carbure poud sentetize nan kondisyon vakyòm segondè. Rezilta yo te montre ke karbid Silisyòm grandi kristal sèl yo te gen gwo pite ak ekselan pwopriyete semi-posibilite, ki te ranpli kondisyon ki nan aparèy ki gen rapò ak semi-posibilite substrats. Kondisyon elektrik. Li ka wè ke Silisyòm carbure poud la sentèz anba kondisyon vakyòm segondè yo benefisye kwasans lan nan segondè-pite semi-posibilite Silisyòm karbid sèl kristal.
Prospect nan pwosesis sentèz nan segondè Pite SiC Powder
Metòd amelyore pwòp tèt ou-pwopagasyon pou sentèz SiC gen relativman ba matyè premyè ak pwosedi relativman senp. Li se kounye a yon metòd komen yo itilize nan laboratwa yo grandi kristal sèl sentetiz SiC poud. Pandan pwosesis la sentèz, li te jwenn ke diferan paramèt pwosesis sentèz gen yon enfliyans sèten sou pwodwi a sentèz. .
Nan lavni, rechèch bezwen ranfòse nan domèn sa yo:
1. Pwofondè rechèch sou mekanis nan segondè-pite SiC pwosesis sentèz poud, espesyalman ranfòse debaz rechèch la teyorik sou kontwòl la efikas nan gwosè patikil poud, fòm, distribisyon gwosè patikil, ak pite.
2. Pli lwen ranfòse rechèch la sou amelyore pwosesis la espesifik nan pwòp tèt ou-pwopagasyon sentèz SiC poud, yo nan lòd yo prepare segondè-pite SiC poud apwopriye pou kwasans sèl kristal SiC ak bon jan kalite bon ak segondè pite sou baz pri ki ba ak pwosesis ki senp Se poutèt sa, li ka efektivman amelyore bon jan kalite kwasans nan substrats SiC kristal sèl ak ankouraje devlopman nan peyi mwen an GC # 39; endistri SiC ki baze sou aparèy.
