Karbonoan oinarritutako eremu termikoko materialen aplikazioa silizio karburo kristalen hazkuntzan

Ⅰ. SIC materialetarako sarrera:

1. Materialen propietateen ikuspegi orokorra:

-Ahirugarren belaunaldiko erdieroaleaerdieroale konposatu deitzen zaio, eta bere banda-zabalera 3,2 eV ingurukoa da, hau da, silizioan oinarritutako material erdieroaleen banda-zabalera baino hiru aldiz handiagoa (1,12 eV silizioan oinarritutako material erdieroaleentzat), beraz, banda zabaleko erdieroale ere deitzen zaio. Silizioan oinarritutako gailu erdieroaleek tenperatura altuko, presio handiko eta maiztasun handiko aplikazio-eszenatoki batzuetan gainditzen zailak diren muga fisikoak dituzte. Gailuaren egitura doitzeak ezin ditu jada beharrei erantzun, eta hirugarren belaunaldiko material erdieroaleak SiC eta ordezkatzen dituztenak.Biaksortu dira.

2. SiC gailuen aplikazioa:

Bere errendimendu berezian oinarrituta, SiC gailuek pixkanaka ordezkatuko dute silizioan oinarritutako tenperatura altuko, presio handiko eta maiztasun handiko eremuan, eta zeregin garrantzitsua izango dute 5G komunikazioetan, mikrouhinen radarran, aeroespazialean, energia berrien ibilgailuetan, trenbide-garraioan, adimendunetan. sareak eta beste eremu batzuk.

3. Prestaketa metodoa:

(1)Lurrun-garraio fisikoa (PVT): Hazkunde-tenperatura 2100 ~ 2400 ℃ ingurukoa da. Abantailak teknologia helduak, fabrikazio kostu baxua eta kristal kalitatearen eta etekinaren etengabeko hobekuntza dira. Desabantailak dira materialak etengabe hornitzea zaila dela, eta zaila da gas fasearen osagaien proportzioa kontrolatzea. Gaur egun zaila da P-motako kristalak lortzea.

(2)Goiko hazien soluzio metodoa (TSSG): Hazkuntza tenperatura 2200 ℃ ingurukoa da. Abantailak hazkunde tenperatura baxua, estres baxua, dislokazio akats gutxi, P motako dopina, 3C dira.Kristalaren hazkundea, eta diametroaren hedapen erraza. Hala ere, metalen inklusio-akatsak daude oraindik, eta Si/C iturriaren etengabeko hornidura eskasa da.

(3)Tenperatura altuko lurrun kimikoen gordailua (HTCVD): Hazkunde-tenperatura 1600 ~ 1900 ℃ inguru da. Abantailak lehengaien hornidura etengabea da, SI / C erlazioaren kontrol zehatza, garbitasun altua eta dopin erosoa. Desabantailak lehengai gaseosoen kostu handia dira, zailtasun handia duten ingeniaritzako arlo termikoen ihesa, akats altuak eta heldutasun tekniko baxua.

Ⅱ. -ren sailkapen funtzionalaEremu termikoamaterial

1. Isolamendu-sistema:

Funtzioa: eraikitzea beharrezkoa den tenperatura gradienteaKristalaren hazkundea

Baldintzak: eroankortasun termikoa, eroankortasun elektrikoa, tenperatura altuko isolamendu-materialen sistemen purutasuna 2000 ℃ baino gehiago

2. Garraiikorsistema:

Funtzioa: 

① Berokuntza osagaiak; 

② Hazkunde edukiontzia

Baldintzak: Erresistentzia, eroankortasun termikoa, dilatazio termikoaren koefizientea, purutasuna

3. TaC estalduraOsagaiak:

FUNTZIOA: Oinarrizko grafitoaren korrosioa inhibitu SI-k eta inhibitu c inklusioak

Baldintzak: Estalduraren dentsitatea, estalduraren lodiera, purutasuna

4. Grafito porotsuaOsagaiak:

Funtzioa: 

① Iragazi karbono partikulen osagaiak; 

② Karbono iturriaren osagarria

Baldintzak: Transmitantzia, eroankortasun termikoa, purutasuna

Ⅲ. Eremu termikoko sistemaren irtenbidea

Isolamendu sistema:

Karbonoa / karbonoa isolamendu konposatuaren barruko zilindroak gainazaleko dentsitate, korrosioarekiko erresistentzia eta shock termiko erresistentzia ona ditu. Gurutzetik filikatzen den silizioaren korrosioa alboko isolamendu materialera murriztu daiteke, eta, horrela, eremu termikoaren egonkortasuna ziurtatu dezake.

Osagai funtzionalak:

(1)Tantalo karburoa estalitaosorrak

(2)Grafito porotsuaosorrak

(3)Karbono/karbono konposatuaEremu termikoaren osagaiak