Tantalo Karburo Zeramika - Erdieroaleen eta Aeroespazialeko funtsezko materiala.

Tantalo karburoa (TaC)tenperatura ultra-altuko zeramikazko materiala da. Tenperatura ultra-altuko zeramikak (UHTC) oro har, 3000 ℃-tik gorako urtze-puntuak dituzten eta 2000 ℃-tik gorako tenperatura altuko eta korrosiboetan (adibidez, oxigeno-atomo inguruneetan) erabiltzen diren zeramikazko materialak dira, hala nola ZrC, HfC, TaC, HfB2, ZrB2 eta HfN.

Tantalo karburoak 3880 ℃ arteko urtze-puntua du, gogortasun handia (Mohs-en gogortasuna 9-10), eroankortasun termiko nahiko altua (22 W·m⁻¹·K⁻¹), malgutasun-erresistentzia handia (340-400 MPa) eta hedapen termiko koefiziente nahiko baxua (hedapen termiko 6.6⁻⁻⁻⁶⁻¹) K⁻¹). Egonkortasun termokimiko bikaina eta propietate fisiko bikainak ere erakusten ditu, eta grafito eta C/C konpositeekin bateragarritasun kimiko eta mekaniko ona du. Hori dela eta, TaC estaldurak oso erabiliak dira babes termiko aeroespazialean, kristal bakarreko hazkundean, elektronikan energetikoan eta gailu medikoetan.

Ekipo erdieroaleetan aplikazioak

Gaur egun, banda zabaleko erdieroaleak, silizio-karburoak (SiC) irudikatzen dituena, industria estrategikoa dira gudu-eremu ekonomiko nagusiaren zerbitzura eta nazio-behar handiei erantzuten diena. Hala ere, SiC erdieroaleak prozesu konplexuak eta ekipamendu eskakizun oso handiak dituen industria ere bada. Prozesu horien artean, SiC kristal bakarreko prestaketa industria-kate osoko katerik funtsezkoena eta erabakigarriena da.

Gaur egun, SiC kristalen hazkuntzarako gehien erabiltzen den metodoa Physical Vapor Transport (PVT) metodoa da. PVT-n, silizio-karburoaren hautsa hazkuntza-ganbera itxi batean berotzen da 2300 °C-tik gorako tenperaturan eta ia hutsean dagoen presioa indukziozko beroketaren bidez. Honek hautsa sublimatzea eragiten du, gas erreaktibo bat sortuz, osagai gaseoso desberdinak dituena, hala nola Si, Si₂C eta SiC₂. Gas-solido erreakzio honek SiC kristal bakarreko erreakzio iturri bat sortzen du. Hazkuntza-ganberaren goialdean SiC hazi-kristal bat jartzen da. Gas-osagaien gainsaturazioak bultzatuta, hazi-kristalera garraiatutako gas-osagaiak atomikoki metatzen dira hazi-kristalaren gainazalean, SiC kristal bakar batean haziz.

Prozesu honek hazkuntza-ziklo luzea du, kontrolatzen zaila da eta mikrohodiak eta inklusioak bezalako akatsak izateko joera du. Akatsak kontrolatzea funtsezkoa da; labearen eremu termikoan doikuntza txikiek edo noraezeak ere kristalen hazkundea alda dezakete edo akatsak areagotu ditzakete. Geroagoko faseek kristal azkarragoak, lodiagoak eta handiagoak lortzeko erronka aurkezten dute, eta aurrerapen teoriko eta ingeniaritzak ez ezik, eremu termikoko material sofistikatuagoak ere eskatzen ditu.

Eremu termikoko arragoa materialen artean grafitoa eta grafito porotsua dira nagusiki. Dena den, grafitoa erraz oxidatzen da tenperatura altuetan eta urtutako metalek herdoiltzen dute. TaC-k egonkortasun termokimiko bikaina eta propietate fisiko bikainak ditu, eta grafitoarekin bateragarritasun kimiko eta mekaniko ona erakusten du. Grafitoaren gainazalean TaC estaldura prestatzeak bere oxidazio erresistentzia, korrosioarekiko erresistentzia, higadura erresistentzia eta propietate mekanikoak hobetzen ditu. Bereziki egokia da GaN edo AlN kristal bakarreko MOCVD ekipoetan eta SiC kristal bakarreko PVT ekipoetan hazteko, hazitako kristal bakarren kalitatea nabarmen hobetuz.

Gainera, silizio karburozko kristal bakarreak prestatzean, silizio karburozko kristal bakarreko erreakzio iturria solido-gas erreakzio baten bidez sortu ondoren, Si/C erlazio estekiometrikoa eremu termikoaren banaketarekin aldatzen da. Gas faseko osagaiak diseinatutako eremu termikoaren eta tenperatura-gradientearen arabera banatu eta garraiatzen direla ziurtatu behar da. Grafito porotsuak ez du nahikoa iragazkortasuna, eta poro gehigarriak behar ditu handitzeko. Hala ere, iragazkortasun handiko grafito porotsuak prozesatzea, hauts isurtzea eta grabatzea bezalako erronkak ditu. Tanto karburozko zeramika porotsuek gas faseko osagaien filtrazioa hobeto lor dezakete, tokiko tenperatura-gradienteak doitu, materialaren fluxuaren norabidea gidatu eta ihesak kontrolatu ditzake.

ZerenTaC estaldurakH2, HCl eta NH3rekiko azido eta alkali erresistentzia bikaina erakusten du, silizio karburoaren erdieroaleen industria-katean, TaC-ek grafito-matrizearen materiala guztiz babestu dezake eta hazkuntza-ingurunea arazteko prozesu epitaxialetan, hala nola MOCVD-n.

Aplikazio aeroespazialean

Hegazkin modernoak, hala nola ibilgailu aeroespazialak, suziriak eta misilak, abiadura handiko, bultzada handiko eta altitude handira garatzen diren heinean, muturreko baldintzetan beren gainazaleko materialen tenperatura altuko erresistentziarako eta oxidaziorako erresistentziarako baldintzak gero eta zorrotzagoak dira. Hegazkin bat atmosferara sartzen denean, muturreko inguruneei aurre egiten die, hala nola, bero-fluxu-dentsitate handia, geldialdi-presio handia eta aire-fluxua igurzteko abiadura handia, eta, aldi berean, ablazio kimikoari aurre egiten dio oxigenoarekin, ur-lurrunarekin eta karbono dioxidoarekin egindako erreakzioen ondorioz. Hegazkin bat atmosferatik sartu eta irtetean, bere sudur-konoaren eta hegoen inguruko aireak konpresio bizia jasaten du, eta hegazkinaren gainazalean marruskadura nabarmena sortzen du, aire-fluxuaren bidez berotzea eraginez. Hegaldian zehar berogailu aerodinamikoaz gain, hegazkinaren gainazalean eguzki-erradiazioek eta ingurumen-erradiazioek ere eragiten dute, gainazaleko tenperatura etengabe igotzen delarik. Aldaketa honek larriki eragin diezaioke hegazkinaren bizitzari.

TaC tenperatura ultra-altuen erresistentzia zeramikazko familiako kidea da. Bere urtze-puntu altuak eta egonkortasun termodinamiko bikainak TaC hegazkinen zati beroetan oso erabilia da, hala nola, suziri motorren token gainazaleko estaldura babesteko.

Beste Aplikazio batzuk

TaC-k ebaketa-tresnetan, material urratzaileetan, material elektronikoetan eta katalizatzaileetan ere aplikazio aukera zabalak ditu. Adibidez, zementuzko karburoari TaC gehitzeak alearen hazkundea galarazi dezake, gogortasuna areagotu eta zerbitzu-bizitza hobetu dezake. TaC-k eroankortasun elektriko ona du eta konposatu ez-estekiometrikoak sor ditzake, konposizioaren arabera eroankortasuna aldatuz. Ezaugarri honek TaC hautagai itxaropentsua bihurtzen du material elektronikoetan aplikazioetarako. TaC-ren deshidrogenazio katalitikoari dagokionez, TiC eta TaC-ren errendimendu katalitikoari buruzko ikerketek erakutsi dute TaC-k ia ez duela jarduera katalitikorik erakusten tenperatura baxuagoetan, baina bere jarduera katalitikoa nabarmen handitzen da 1000 ℃-tik gora. CO-ren errendimendu katalitikoari buruzko ikerketek agerian utzi dute 300 ℃-tan, TaCren produktu katalitikoek metanoa, ura eta olefina kopuru txikiak direla.

Semicorex-ek kalitate handikoa eskaintzen duTantalo Karburoko produktuak. Kontsultarik baduzu edo xehetasun gehiago behar badituzu, ez izan zalantzarik eta jarri gurekin harremanetan.

Harremanetarako telefono zenbakia +86-13567891907

Posta elektronikoa: sales@semicorex.com