Siliziumkarbid ist die Grundlage f\u00fcr mehrere neue Technologien wie Elektrofahrzeuge, 5G-Netze und Solarzellen. Mit \u00fcber 250 verf\u00fcgbaren kristallinen Formen und zahlreichen einzigartigen Eigenschaften dient es als R\u00fcckgrat f\u00fcr diese aufstrebenden Branchen.<\/p>\n
Die Herstellung von SiC kann durch verschiedene Verfahren erfolgen, wobei das Acheson-Verfahren das bekannteste ist. Dabei wird Quarzsand mit Kohlenstoff in Koks bei hohen Temperaturen erhitzt, um durch chemische Reaktionen reine SiC-Kristalle zu erzeugen.<\/p>\n
Beim Acheson-Verfahren wird Siliciumcarbid kommerziell hergestellt, indem Siliciumdioxid und Koks gemischt und anschlie\u00dfend auf hohe Temperaturen erhitzt werden, wodurch hartes und abrasives Siliciumcarbid entsteht, das in zahlreichen Industriezweigen Anwendung findet.<\/p>\n
Acheson-\u00d6fen bestehen aus Graphitplatten, die mit einer Ru\u00df-W\u00e4rmeisolierung beschichtet sind, um eine effiziente Siliziumdioxid-Koks-Reaktion zu erm\u00f6glichen. Die W\u00e4nde sind mit dem Isoliermaterial ausgekleidet, um einen geschlossenen Raum um einen zentralen Widerstand zu schaffen und so Energie zu sparen und die Emission von toxischen und organischen Schadstoffen zu verringern.<\/p>\n
Die mathematische Modellierung hat best\u00e4tigt, dass die Siliziumkarbidbildung im Acheson-Verfahren von Feststoff-Gas-Reaktionen an der Grenzfl\u00e4che zwischen den Rohstoffen dominiert wird, wobei die Zusammensetzung der Gasphase und der niedrige Dampfdruck bei den Reaktionstemperaturen einen wesentlichen Einfluss auf die Bildung haben.<\/p>\n
Acheson ist ein mehrstufiges Verfahren, bei dem zun\u00e4chst pulverf\u00f6rmiges Siliziumdioxid und Koks in einem Graphittiegel gemischt und dann bei hohen Temperaturen entweder im Vakuum oder unter Inertgas erhitzt werden. Nach dem Erhitzen werden die aus dieser Mischung gebildeten Kristalle durch isostatisches Kaltpressen verfestigt, wobei das Pulver unter Druck in einer flexiblen, in ein fl\u00fcssiges Medium getauchten Form verdichtet wird.<\/p>\n
RB SiC wird in Anwendungen eingesetzt, in denen es hohen Reibungs-, Sto\u00df-, Abrieb- und Erosionsbelastungen standhalten muss, z. B. in Anlagen zur Halbleiterherstellung wie Wafertr\u00e4gern und Suszeptoren, in Schutzkleidung f\u00fcr Arbeiter in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und dem Milit\u00e4r; es tr\u00e4gt sogar dazu bei, Temperaturschocks aufgrund schneller Temperaturwechsel zu minimieren.<\/p>\n
Gesintertes Siliciumcarbid (SSiC) hingegen wird durch Pressen und Sintern von SiC-Pulver hergestellt, w\u00e4hrend reaktionsgebundenes Siliciumcarbid (RBSiC) durch Infiltration von Kohlenstoff- und Siliciumpresslingen mit fl\u00fcssigem Silicium hergestellt wird, das sich mit den urspr\u00fcnglichen SiC-Teilchen verbindet, um zus\u00e4tzliche Siliciumcarbide zu erzeugen, die dann RBSiC mit ausgezeichneter H\u00e4rte, Festigkeit, Korrosions- und Oxidationsbest\u00e4ndigkeit bilden.<\/p>\n
Bei der Herstellung von reaktionsgebundenem Siliciumcarbid werden 70-99% Siliciumpulver mit 1-10% w\u00e4rmeh\u00e4rtendem Harz als Bindemittel in einem L\u00f6sungsmittel gemischt und diese Aufschl\u00e4mmung getrocknet, um ein Granulat zu erhalten, das dann in eine bestimmte Form gebracht wird. Nach dem Trocknen wird durch Plastifizierung unter Zugabe eines Bindemittels mit h\u00f6herem Kohlenstoffgehalt (z. B. Phenolharz) ein Silizium-Lieferk\u00f6rper hergestellt. Schlie\u00dflich wird dieser K\u00f6rper mit einem Vorformling aus geschmolzenem Siliciumcarbid\/Kohlenstoff zusammengebracht und w\u00e4rmebehandelt, um reaktionsgebundenes Siliciumcarbid herzustellen.<\/p>\n
Siliciumcarbid, das aus Silicium- und Kohlenstoffatomen besteht, ist der h\u00e4rteste nat\u00fcrlich vorkommende Stoff, der bekannt ist. Aufgrund seiner geringen thermischen Ausdehnungsrate und seiner ausgezeichneten Korrosionsbest\u00e4ndigkeit findet Siliziumkarbid in verschiedenen Anwendungen Verwendung. Im Vergleich zu den meisten Metallen verf\u00fcgt es \u00fcber hervorragende physikalische und chemische Eigenschaften sowie eine hohe Verschlei\u00df- und Abriebfestigkeit; seine Dichte ist sogar mit der von Diamant vergleichbar.<\/p>\n
Die chemische Abscheidung aus der Gasphase (CVD) ist das bevorzugte Verfahren zur Herstellung von b-SiC. SiC-Pulver wird durch Erhitzen im Vakuum oder in einem Gasplasma in Dampf umgewandelt, bevor es in einen CVD-Ofen eingef\u00fchrt wird, wo es mit anderen Materialien reagiert und schlie\u00dflich als freistehende SiC-Gegenst\u00e4nde herauskommt.<\/p>\n
Es wird ein Verfahren zur Herstellung von b-SiC bereitgestellt, bei dem mehrere Graphitabscheidungsdorne in einem Graphitisolierrohr zusammengesetzt werden und durch dessen oberes Ende Gas so eingeleitet wird, dass die Reaktionsgase mit etwa 1 Mikrometer pro Minute oder schneller \u00fcber jeden Dorn str\u00f6men. Dies erleichtert die Abscheidung der Verbindung auf diesen Dornen mit zunehmender Geschwindigkeit, bis das Endprodukt erreicht ist.<\/p>\n
Das patentierte Verfahren von TevTech zur Abscheidung konformer und superkonformer 3C-SiC-Beschichtungen bei hohen Temperaturen und niedrigem Druck ist darauf zugeschnitten, konforme und superkonforme Beschichtungen von Durchkontaktierungen und Gr\u00e4ben im Mikrometer- oder Submikrometerbereich zu erzielen, die f\u00fcr die darin verwendeten elektronischen Materialien relevant sind. Im Gegensatz zu fr\u00fcheren Studien erm\u00f6glicht die h\u00f6here Temperatur eine langsamere Kinetik des Precursor-Verbrauchs, w\u00e4hrend die Zugabe von HCl dazu beitr\u00e4gt, eine bessere Stufenabdeckung bei niedrigeren Temperaturen zu erreichen, indem die Blockierung von Oberfl\u00e4chenstellen minimiert wird.<\/p>\n
SiC-Epitaxie\u00f6fen werden zur Herstellung von Siliziumkarbid-Wafern verwendet, die dann in der Leistungselektronik und anderen energieeffizienten Anwendungen, einschlie\u00dflich Elektrofahrzeugen und Systemen f\u00fcr erneuerbare Energien, eingesetzt werden. Die weltweite Nachfrage hat dazu gef\u00fchrt, dass dieser Produkttyp ein integraler Bestandteil des modernen Lebens geworden ist.<\/p>\n
Eine verbesserte Ofenstruktur vom Acheson-Typ mit isolierten Anschnitten zur Weiterf\u00fchrung von Siliziumdioxid-Koks-Reaktionen unter Bedingungen, die zu einer erh\u00f6hten proportionalen Ausbeute an grobkristallinem Material f\u00fchren und gleichzeitig den nach jedem Produktionsdurchlauf wiederverwendeten Feuersand verringern. Die durchgef\u00fchrten Studien haben gezeigt, dass bei Verwendung dieser isolierten Anschnittkonstruktion eine viel gr\u00f6\u00dfere Umwandlung von Siliziumdioxid, Koks und Feuersand in grobkristallines Siliziumkarbid erfolgt als bei Anteilen, die aus den umgebenden Ru\u00dfwandstrukturen stammen.<\/p>\n
Thermische Feldheizungen aus Graphit sind die ideale Wahl f\u00fcr Industrie\u00f6fen, da sie eine hervorragende Temperaturstabilit\u00e4t und -kontrolle, Verschmutzungsfreiheit, einfache Reinigung und Best\u00e4ndigkeit gegen chemische Angriffe bieten. Dar\u00fcber hinaus h\u00e4lt Graphit extremen Temperaturen und Dr\u00fccken stand und kann selbst extremen Dr\u00fccken und Temperaturen standhalten. Gepresste SiC-Pulverrohlinge werden zu hochfesten Bauteilen gesintert, bevor sie strengen Qualit\u00e4tskontrollen, Tests und Pr\u00fcfungen unterzogen werden, bevor sie mit verschiedenen Materialien beschichtet werden, um Verschlei\u00dffestigkeit, Korrosionsschutz oder Leistungsvorteile zu erzielen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide is the foundation of several new technologies such as electric vehicles, 5G networks and solar panels. With over 250 crystalline forms available and numerous unique properties it serves as the backbone for these emerging industries. Producing SiC can be done through various processes, but the Acheson process is the most popular one. This… Weiterlesen »Herstellung von Siliziumkarbid<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-605","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/605","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=605"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/605\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":606,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/605\/revisions\/606"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=605"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=605"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=605"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}