Kiselkarbid (SiC) har l\u00e5g v\u00e4rmeutvidgning, vilket g\u00f6r det till ett utm\u00e4rkt materialval f\u00f6r speglar i br\u00e4nnpunkterna p\u00e5 astronomiska teleskop. Dessutom erbjuder SiC utm\u00e4rkt styvhet och h\u00e5llfasthet samt kemisk korrosionsbest\u00e4ndighet.<\/p>\n
Tillverkning av kiselkarbid sker vanligen enligt Acheson-processen. Detta inneb\u00e4r att kiselsand blandas med kol i en elektrisk motst\u00e5ndsugn innan en elektrisk str\u00f6m passerar - denna produktionsmetod \u00e4r k\u00e4nd under detta namn.<\/p>\n
Modern industriell kiselkarbidproduktion bygger till stor del p\u00e5 Acheson-processen som skapades av Edward Goodrich Acheson (1856-1931). Denna karbotermiska reduktionsprocess anv\u00e4nder petroleumkoks och kvarts som r\u00e5material och skapar SiC genom h\u00f6gtemperaturreaktioner p\u00e5 \u00f6ver 2000 degC i en v\u00e4rmebest\u00e4ndig ugn.<\/p>\n
Acheson-processen \u00e4r inte energieffektiv och sl\u00e4pper ut stora m\u00e4ngder reducerade gaser (CO, NH3, N2 och H2). F\u00f6r att mildra denna effekt kan ett gasuppsamlingssystem l\u00e4ggas till, men detta skulle \u00f6ka det totala energibehovet och g\u00f6ra ugnarnas konstruktion mer komplicerad.<\/p>\n
Modellering av Acheson-processen \u00e4r avg\u00f6rande f\u00f6r att f\u00f6rst\u00e5 hur SiC bildas vid h\u00f6ga temperaturer och f\u00f6r att optimera effektiviteten i denna metod f\u00f6r att producera SiC. F\u00f6roreningarnas beteende m\u00e5ste f\u00f6ruts\u00e4gas \u00f6ver hela det temperaturomr\u00e5de (1500-2500 degC) d\u00e4r SiC bildas (1500-2500 degC), vilket \u00e4r s\u00e4rskilt viktigt n\u00e4r det g\u00e4ller r\u00e5material som inneh\u00e5ller Al, Fe, Ca, Mg och alkalimetaller som utg\u00f6r den r\u00e5varublandning som anv\u00e4nds i Acheson-processer som SiC-produktion.<\/p>\n
Ett innovativt tillv\u00e4gag\u00e5ngss\u00e4tt har anv\u00e4nts f\u00f6r att modellera Acheson-processen. En matematisk modell inf\u00f6rlivar ledning, konvektion och str\u00e5lning i sina v\u00e4rmebalansekvationer med hj\u00e4lp av Finite Volume Method - denna modell validerades sedan mot experimentella data f\u00f6r att ge en utm\u00e4rkt j\u00e4mf\u00f6relse mellan ber\u00e4knade resultat och experimentella resultat.<\/p>\n
Lely-processen \u00e4r en allt-i-ett-l\u00f6sning f\u00f6r att odla kiselkarbidkristaller med stor diameter. Det f\u00f6rsta steget, k\u00e4nt som Seed Growth, inneb\u00e4r uppv\u00e4rmning av sm\u00e5 fr\u00f6kristaller av tillr\u00e4cklig kvalitet tills deras storlek \u00f6kar genom sublimering i ett isotermiskt h\u00e5lrum som inneh\u00e5ller kristallina k\u00e4llor av kiselkarbid; uppv\u00e4rmningen sker vid temperaturer som \u00e4r l\u00e4gre \u00e4n de som anv\u00e4nds f\u00f6r att sublimera korn, vilket skapar en temperaturgradient som ger tillv\u00e4xtytor inom detta isotermiska utrymme f\u00f6r dessa st\u00f6rre fr\u00f6n att v\u00e4xa p\u00e5.<\/p>\n
I detta f\u00f6redragna utf\u00f6rande inneh\u00e5ller ett system 10 en sluten kolk\u00e4lla eller degel 12 med kolfoder (f\u00f6retr\u00e4desvis grafit) i den f\u00f6rseglade \u00e4nden och ett tomt centrumutrymme som definieras av den. En induktionsv\u00e4rmare 24 anv\u00e4nds vanligtvis som den prim\u00e4ra v\u00e4rmek\u00e4llan f\u00f6r att initiera sublimering av kiselkarbid fr\u00e5n dess k\u00e4llmaterial.<\/p>\n
Kolfoder i deglar m\u00e5ste ha ett h\u00f6gt Si\/C-f\u00f6rh\u00e5llande f\u00f6r att kunna reagera med fri Si-\u00e5nga som produceras under sublimering av SiC och minska dess avl\u00e4gsnande fr\u00e5n processen. Kolv\u00e4tereaktioner kan t\u00e4ppa till installationer och st\u00f6ra driften av induktionsv\u00e4rmare; f\u00f6r att skydda installationer och drift av induktionsv\u00e4rmare fr\u00e5n detta potentiella hot fl\u00f6das ofta skyddsgas som argon genom degelns slutna \u00e4ndar f\u00f6r att skapa en atmosf\u00e4r som bidrar till att v\u00e4rma prekursormaterialet p\u00e5 ett s\u00e4kert s\u00e4tt.<\/p>\n
Chemical Vapor Deposition, eller CVD, \u00e4r en tillverkningsteknik som anv\u00e4nds f\u00f6r att bilda filmer genom att f\u00f6ra in prekursorf\u00f6reningar i en kammare d\u00e4r de reagerar tillsammans och avs\u00e4tts p\u00e5 ytor av substrat. CVD \u00e4r en v\u00e4rdefull tillverkningsteknik som forts\u00e4tter att utvecklas och f\u00f6rfinas, fr\u00e5n att skapa silvriga bel\u00e4ggningar p\u00e5 chipsp\u00e5sar till komplex utrustning f\u00f6r elektroniktillverkning som dagens elektronik kr\u00e4ver.<\/p>\n
Tillverkningsprocesser f\u00f6r kiselkarbid som CVD g\u00f6r det m\u00f6jligt att skapa produkter med \u00f6verl\u00e4gsen h\u00e5llbarhet som t\u00e5l h\u00f6ga temperaturer, str\u00e5lningsexponering och kemisk erosionsbest\u00e4ndighet. Dessutom f\u00f6redrar konstrukt\u00f6rer ofta kiselkarbid p\u00e5 grund av dess l\u00e4gre elektriska motst\u00e5nd p\u00e5 cirka en ohm cm.<\/p>\n
I motsats till termiska oxidprocesser som anv\u00e4nds f\u00f6r att producera kiseldioxid, som f\u00f6rbrukar en del av det som bel\u00e4ggs, kan CVD-processer f\u00f6r kiselkarbid utf\u00f6ras p\u00e5 alla kristallina halvledarmaterial. De kombinerar s\u00f6nderdelad metyltriklorsilan (MTS) med v\u00e4te vid f\u00f6rh\u00f6jd temperatur och reducerat tryck vid f\u00f6rh\u00f6jd temperatur f\u00f6r att producera rena SiC-kristaller med en teoretisk densitet som \u00f6verstiger 90%.<\/p>\n
TevTechs HTCVD-system kombinerar ett MTS \u00e5ngleveranssystem med exakta temperatur-, tryck- och substratpositioneringskontroller f\u00f6r att producera o\u00f6vertr\u00e4ffad kvalitet och enhetlighet i CVD SiC-filmer. Detta g\u00f6r att du kan maximera anv\u00e4ndningen av dem f\u00f6r din applikation.<\/p>\n
Sintring \u00e4r en m\u00e5ngsidig process som anv\u00e4nds f\u00f6r att omvandla material som keramik och h\u00e5rdmetall, metaller och polymerer till form. Sintering kan ocks\u00e5 producera sintrad kiselkarbid som har m\u00e5nga anv\u00e4ndningsomr\u00e5den; till exempel kan plana strukturer som elektroniska substrat eller porslinsstatyer (bandgjutning), tredimensionella delar som mekaniska t\u00e4tningsytor eller klockfodral eller unika prototyper alla produceras med denna teknik.<\/p>\n
F\u00f6re sintring m\u00e5ste kiselkarbidpulver f\u00f6rst formas till \u00f6nskad form med hj\u00e4lp av en av flera processer. F\u00f6r enklare former \u00e4r matrispressning ofta att f\u00f6redra, medan formsprutning b\u00f6r \u00f6verv\u00e4gas f\u00f6r mer komplexa former. Andra tekniker finns f\u00f6r att forma l\u00e5nga, tunna strukturer som elektroniska kretskort eller p\u00e5fyllningar f\u00f6r mekaniska pennor.<\/p>\n
Gelgjutningsprocessen inneb\u00e4r att det pulveriserade materialet blandas med vatten eller icke vattenhaltigt l\u00f6sningsmedel, dispergeringsmedel och dispersionshj\u00e4lpmedel f\u00f6r att bilda en keramisk slurry. D\u00e4refter appliceras ett partiellt vakuum f\u00f6r att avl\u00e4gsna luftbubblor som kan skapa brister i slutprodukten, innan man tills\u00e4tter kemiska polymerisationsinitiatorer som f\u00e5r monomererna att bindas samman till en gummiaktig polymer-vattengel.<\/p>\n
Slurry gjuts i formar av metall, glas, plast eller vax f\u00f6r gjutning i formar f\u00f6r uppv\u00e4rmning vid sintringstemperaturer f\u00f6r att skapa ett sm\u00e4lt flytande tillst\u00e5nd - vanligtvis best\u00e5ende av fluorit men ibland andra sammans\u00e4ttningar som kan sm\u00e4lta vid denna temperatur och som ocks\u00e5 erbjuder elektrisk ledningsf\u00f6rm\u00e5ga.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC) boasts low thermal expansion rates, making it an excellent material choice for mirrors at the focal points of astronomical telescopes. Furthermore, SiC offers excellent rigidity and strength as well as chemical corrosion resistance. Silicon carbide production typically follows the Acheson Process. This involves mixing silica sand with carbon in an electric resistance… L\u00e4s mer \"Bearbetning av kiselkarbid<\/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-222","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/222","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=222"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/222\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":223,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/222\/revisions\/223"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=222"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=222"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=222"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}