Kiselkarbid \u00e4r ett extremt h\u00e5rt, starkt och h\u00e5llbart keramiskt material med en sm\u00e4ltpunkt p\u00e5 2700 grader Celsius och f\u00e4rgl\u00f6s renhet.<\/p>\n
Reaktionsbindning och sintring \u00e4r de tv\u00e5 metoder som finns tillg\u00e4ngliga f\u00f6r att bilda kiselkarbid, var och en har ett betydande inflytande p\u00e5 dess mikrostruktur. Reaktionssintring \u00e4r enkel och kostnadseffektiv men har nackdelar som l\u00e5g sintringsdensitet, br\u00e4ckliga produkter, orienteringsk\u00e4nslighet vid sk\u00e4rning etc. Reaktionssintring \u00e4r mer av en idealisk metod eftersom dess enkelhet m\u00f6jligg\u00f6r effektiv anv\u00e4ndning samtidigt som reaktionssintring ger st\u00f6rre kontroll \u00f6ver den slutliga mikrostrukturen hos den produkt som framst\u00e4lls genom reaktionsbindning eller sintring medan reaktionssintring har l\u00e5g densitet sintringsdensitet men l\u00e5g densitet, br\u00e4ckliga produkter och orienteringsk\u00e4nslighet under sk\u00e4rprocessen j\u00e4mf\u00f6rt med reaktionssintring eller reaktionsbindningsmetoder f\u00f6r kiselkarbidproduktion.<\/p>\n
Reaktionsbunden kiselkarbid (RB SiC) \u00e4r en prisv\u00e4rd keram som anv\u00e4nds i applikationer som kr\u00e4ver slitstyrka samt korrosion, v\u00e4rme och annan milj\u00f6p\u00e5verkan. RB SiC anv\u00e4nds ofta i utrustning och processer f\u00f6r pulvermetallurgi och f\u00f6r sintring av metallmaterial, men \u00e4ven inom kemisk bearbetning och glastillverkning.<\/p>\n
RB SiC framst\u00e4lls genom att por\u00f6sa kol- eller grafitf\u00f6rformar infiltreras med flytande kisel och sedan infiltreras vid mycket h\u00f6ga temperaturer och tryck, varvid det reagerar med kolet och bildar ytterligare kiselkarbid som resulterar i ett kompositmaterial med stor styrka, v\u00e4rmebest\u00e4ndighet och h\u00e5rdhet. Detta skapar en extremt h\u00e5rd och stark keramik som har utm\u00e4rkt v\u00e4rmebest\u00e4ndighet och som \u00e4r tillr\u00e4ckligt stark och t\u00e5lig f\u00f6r att kunna anv\u00e4ndas i tunga maskiner.<\/p>\n
Tillverkningsmetoden f\u00f6r RB SiC inneb\u00e4r att man anv\u00e4nder ett kiselpulverbelagt substrat med antingen fenolharts, furfurylalkoholharts eller epoxiharts som bindemedel; skapar en kiselkarbid\/kolf\u00f6rform fr\u00e5n denna kiseltillf\u00f6rselkropp; sedan kontaktar en yta mellan dessa material genom att v\u00e4rma deras blandning vid temperaturer som \u00e4r h\u00f6gre \u00e4n dess sm\u00e4ltpunkt i antingen en inert gasmilj\u00f6 eller reaktionssintringsugn; v\u00e4rmer igen tills allt kisel sm\u00e4lt samman j\u00e4mnt \u00f6verallt.<\/p>\n
Denna metod ger ett effektivt s\u00e4tt att producera stora och komplext formade RB SiC-produkter mer kostnadseffektivt \u00e4n direktsintrad kiselkarbid, med l\u00e4gre v\u00e4rmeutvidgningskoefficient och slitstyrka \u00e4n andra metoder f\u00f6r att producera keramik.<\/p>\n
Lely-metoden \u00e4r ett exempel p\u00e5 en tillv\u00e4xtteknik som bygger p\u00e5 \u00e5ngkondensation. F\u00f6r att anv\u00e4nda den b\u00f6rjar man med att placera k\u00e4llmaterial, l\u00f6sningsmedelspallett och fr\u00f6kristall i en grafitdegel innan den v\u00e4rms upp i en inert argonatmosf\u00e4r till h\u00f6ga temperaturer. Sublimering sker n\u00e4r kiselkarbidladdnings\u00e5ngor kondenserar p\u00e5 olika platser l\u00e4ngs de svala h\u00e5lrumsv\u00e4ggarna f\u00f6r att bilda plattor av enkelkristall kiselkarbid som blir de fr\u00f6n fr\u00e5n vilka bulkkristaller (boules) av kiselkarbid bildas.<\/p>\n
Processer f\u00f6r tillverkning av enheter som anv\u00e4nds i praktiska till\u00e4mpningar kr\u00e4ver kiselkarbidskivor med stora diametrar. Tyv\u00e4rr uppfyller kommersiella k\u00e4llor inte alltid den kristallografiska kvalitet som kr\u00e4vs; Lely-processen erbjuder dock en innovativ l\u00f6sning genom att producera stora kristalliserade boules med liknande metoder som anv\u00e4nds vid tillverkning av halvledarchips.<\/p>\n
Ett cylindriskt grafitk\u00e4rl med en \u00f6ppen \u00e4nde och en central dorn p\u00e5 25 mm. Det \u00e4r inv\u00e4ndigt fodrat med l\u00f6st staplad ren kiselkarbid (orenheter mindre \u00e4n 0,002%). Utrymmet i k\u00e4rlet begr\u00e4nsas av kiselkarbidfodret och det antas att j\u00e4mvikts\u00e5ngtrycket mellan kiselkarbid och kisel alltid kommer att existera inom denna volym av utrymme.<\/p>\n
Om fodret inneh\u00e5ller f\u00f6roreningar som best\u00e4mmer dess konduktivitet under uppv\u00e4rmning, och denna f\u00f6rorening finns i en l\u00e4mplig proportion (som kan varieras periodiskt), kommer dess \u00e5ngor att separera fr\u00e5n kiselkarbid och s\u00e4tta sig i mittutrymmet och producera kristaller med f\u00f6rdefinierade konduktivitetstyper.<\/p>\n
Physical Vapor Transport-metoden anv\u00e4nds f\u00f6r att odla kiselkarbid-enkristallboules med h\u00f6g renhet och kvalitet. Processen inneh\u00e5ller element fr\u00e5n CVD f\u00f6r b\u00e4ttre dopningskontroll vid odling av bulkkristaller av kiselkarbid. Vidare innefattar uppfinningen gl\u00f6dgning p\u00e5 plats av odlade kristaller f\u00f6r att lindra inre sp\u00e4nningar i dem och \u00f6ka brottkvoten under produktionsprocessen.<\/p>\n
Metoden inneb\u00e4r att en grafitdegel fylls med en h\u00f6gtempererad r\u00e5materialzon och att den \u00f6vre delen laddas med fr\u00f6kristall. V\u00e4rmeisoleringsskikt placeras i n\u00e4rheten av degeln f\u00f6r extra v\u00e4rmeisolering.<\/p>\n
I de mellersta till sena stadierna av kristalltillv\u00e4xten r\u00f6r sig v\u00e4rmeisoleringsskikten bort fr\u00e5n grafitdegeln 5 med en l\u00e4mplig hastighet f\u00f6r att bilda en axiell temperaturgradient och p\u00e5skynda diametertillv\u00e4xten i en ungef\u00e4rlig takt.<\/p>\n
Tidigare PVT-system kr\u00e4vde att en begr\u00e4nsad m\u00e4ngd pulveriserat k\u00e4llmaterial laddades in i ugnen i b\u00f6rjan av varje tillv\u00e4xtomg\u00e5ng, och n\u00e4r denna laddning hade f\u00f6rbrukats beh\u00f6vde den fyllas p\u00e5 via tidskr\u00e4vande procedurer. Med den h\u00e4r uppfinningens revolutionerande PVT-metod \u00e4r denna tidskr\u00e4vande procedur inte l\u00e4ngre n\u00f6dv\u00e4ndig och st\u00f6rre boules kan produceras fr\u00e5n lika stora volymer av den initiala laddningen j\u00e4mf\u00f6rt med tidigare system. PVT kan till och med kombineras med gl\u00f6dgning p\u00e5 plats f\u00f6r att producera h\u00f6gpresterande kiselkarbidkristallkulor av halvledarkvalitet.<\/p>\n
Produktion av kiselkarbid kr\u00e4ver extrem precision och optimering f\u00f6r maximalt anv\u00e4ndbart f\u00f6rh\u00e5llande efter att sintrings- och poleringsprocesserna \u00e4r slutf\u00f6rda. Detta \u00e4r s\u00e4rskilt viktigt n\u00e4r man odlar stora enkristaller. St\u00f6rre enkristaller m\u00f6jligg\u00f6r f\u00f6rb\u00e4ttrad bearbetning, vilket i slut\u00e4ndan leder till h\u00f6gre anv\u00e4ndbara f\u00f6rh\u00e5llanden efter sintrings- \/ poleringsprocessen.<\/p>\n
Med konventionella tillv\u00e4xtsystem kan temperaturf\u00f6rdelningen i en tillv\u00e4xtkammare av kiselkarbid styras genom att \u00e4ndra storleken och placeringen av v\u00e4rmef\u00f6rlusth\u00e5l i isoleringsmaterial. Denna metod m\u00f6jligg\u00f6r dock inte dynamisk kontroll i realtid av den inre temperaturf\u00f6rdelningen - n\u00e5got som \u00e4r avg\u00f6rande vid odling av enkristaller av h\u00f6g kvalitet.<\/p>\n
Denna uppfinning l\u00f6ser denna utmaning genom att anv\u00e4nda ett avancerat v\u00e4rmesystem f\u00f6r att reglera isoleringsskiktets position och m\u00f6jligg\u00f6ra dynamisk kontroll av den inre temperaturf\u00f6rdelningen f\u00f6r f\u00f6rb\u00e4ttrad kristallkvalitet.<\/p>\n
Dessutom g\u00f6r uppfinningen det m\u00f6jligt att gl\u00f6dga kristaller in situ efter att tillv\u00e4xten \u00e4r avslutad. Denna process avl\u00e4gsnar betydande inre sp\u00e4nningar i de odlade kristallerna, vilket bidrar till att minska andelen brott under tillverkningsprocessen och \u00f6ka utbytet av f\u00e4rdiga kiselkarbidprodukter. Dessutom minskar gl\u00f6dgning p\u00e5 plats den tid som kr\u00e4vs f\u00f6r att odla kristaller med st\u00f6rre diameter och maximerar materialutnyttjandegraden.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide is an extremely hard, strong, and durable ceramic material with a melting point of 2700 degrees Celsius and colorless purity. Reaction bonding and sintering are the two methods available to form silicon carbide, each having a significant influence on its microstructure. Reaction sintering is easy and cost-effective but suffers from low density sintering… 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-462","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/462","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=462"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/462\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":463,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/462\/revisions\/463"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=462"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=462"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=462"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}