Zergatik gero eta handiagoa da eroankortasun termiko handiko SiC zeramika eskaria erdieroaleen industrian?

Gaur egun,silizio karburoa (SiC)Material zeramika eroale termikoen ikerketa-eremu oso aktiboa da nazio mailan eta nazioartean. Zenbait kristal motatarako 270 W/mK-ra irits daitekeen eroankortasun termiko teorikoarekin,SiCmaterial ez-eroaleetan errendimendurik onenaren artean dago. Bere aplikazioak gailu erdieroaleen substratuetan, eroankortasun termiko handiko zeramikazko materialetan, berogailuetan eta plaka beroetan erdieroaleen prozesatzeko, erregai nuklearraren kapsula-materialetan eta konpresore-ponpetako zigiluak hermetikoetan daude.

Nola DaSilizio-karburoaErdieroaleen industrian aplikatuta?

Artezteko plakak eta tresnak ezinbesteko prozesu ekipamenduak dira erdieroaleen industrian siliziozko obleak ekoizteko. Artezteko plakak burdinurtuzko edo karbonozko altzairuz eginak badira, bizitza laburra eta dilatazio termiko koefiziente handia izan ohi dute. Siliziozko obleen prozesatzean, batez ere abiadura handiko artezketan edo leuntzean, artezketa-plaka hauen higadurak eta deformazio termikoak zaila da siliziozko obleen lautasuna eta paralelismoa mantentzea. Hala ere, silizio karburozko zeramikaz egindako artezketa-plakek gogortasun handia eta higadura txikia dute, siliziozko obleenarekin bat datorren hedapen termiko koefizientearekin, abiadura handiko artezketa eta leunketa ahalbidetzen dutenak.

Gainera, siliziozko obleak ekoizten diren bitartean, tenperatura altuko tratamendu termikoa behar da, askotan siliziozko karburozko osagarriak erabiliz garraiorako. Gailu hauek beroarekiko eta kalteekiko erresistenteak dira eta diamante antzeko karbonoarekin (DLC) estal daitezke errendimendua hobetzeko, obleen kalteak arintzeko eta kutsaduraren hedapena saihesteko. Gainera, hirugarren belaunaldiko banda zabaleko material erdieroaleen ordezkari gisa, silizio karburozko kristal bakarrek propietateak dituzte, hala nola banda zabala (silizioarena baino hiru aldiz handiagoa), eroankortasun termiko handia (silizioarena baino 3,3 aldiz handiagoa edo 10 aldiz handiagoa). GaAs-aren), elektroien saturazio-abiadura handia (silizioarena baino 2,5 aldiz handiagoa) eta matxura handiko eremu elektrikoa (silizioarena 10 aldiz edo GaAs-arena bost aldiz). Silizio karburoko gailuek material erdieroale tradizionalen gailuen gabeziak konpentsatzen dituzte aplikazio praktikoetan eta pixkanaka nagusi bihurtzen ari dira potentzia erdieroaleetan.

Zergatik da eroankortasun termiko handiko eskariaSiC ZeramikaGorakada?

Etengabeko aurrerapen teknologikoekin, eskariasilizio karburozko zeramikaerdieroaleen industrian azkar hazten ari da. Eroankortasun termiko altua adierazle kritikoa da erdieroaleen fabrikazioko ekipoen osagaietan aplikatzeko, eroankortasun termiko altuko ikerketa egiten duena.SiC zeramikaerabakigarria. Sarearen oxigeno-edukia murriztea, dentsitatea handitzea eta sarean bigarren fasearen banaketa arrazionalki kontrolatzea dira eroankortasun termikoa hobetzeko metodo nagusiak.silizio karburozko zeramika.

Gaur egun, eroankortasun termiko handiko ikerketaSiC zeramikaTxinan mugatua da eta mundu mailako estandarren atzetik nabarmen geratzen da. Etorkizuneko ikerketaren norabideak honako hauek dira:

Prestaketa prozesuaren ikerketa indartzeaSiC zeramikahautsak, garbitasun handiko eta oxigeno gutxiko SiC hautsa prestatzea oinarrizkoa baita eroankortasun termiko handia lortzeko.SiC zeramika.

Sinterizazio-laguntzen aukeraketa eta ikerketa teorikoa hobetzea.

Goi-mailako sinterizazio-ekipoak garatzea, sinterizazio-prozesua erregulatzea arrazoizko mikroegitura bat lortzeko ezinbestekoa baita eroankortasun termiko handia lortzeko.SiC zeramika.

Zein neurrik hobetu dezaketen eroankortasun termikoaSiC Zeramika?

Eroankortasun termikoa hobetzeko gakoaSiC zeramikafonoien sakabanatze-maiztasuna murriztea eta fonoien batez besteko bide librea handitzea da. Hau modu eraginkorrean lor daiteke porositatea eta ale-mugaren dentsitatea murriztuzSiC zeramika, SiC aleen mugen purutasuna areagotuz, SiC sareko ezpurutasunak edo akatsak gutxituz eta SiC-ko garraio-eramaile termikoak areagotuz. Gaur egun, sinterizazio-laguntzen mota eta edukia optimizatzea eta tenperatura altuko tratamendu termikoa dira eroankortasun termikoa hobetzeko neurri nagusiak.SiC zeramika.

Sinterizazio-laguntzen mota eta edukia optimizatzea

Eroankortasun termiko handiko prestaketan sinterizaziorako hainbat laguntza gehitzen dira maizSiC zeramika. Sinterizazio-laguntza hauen motak eta edukiak nabarmen eragiten du eroankortasun termikoanSiC zeramika. Esaterako, Al2O3 sistemako sinterizaziorako lagungarrietako Al edo O bezalako elementuak erraz disolba daitezke SiC sarean, hutsuneak eta akatsak sortuz, eta, horrela, fonoien sakabanaketa maiztasuna areagotuz. Gainera, sinterizaziorako laguntza-edukia baxuegia bada, baliteke materiala ez dentsifikatuko sinterizazioan zehar, sinterizatzeko laguntza-eduki handiak, berriz, ezpurutasun eta akatsak areagotu ditzake. Gehiegizko fase likidoko sinterizazio-laguntzek SiC alearen hazkuntza eragotzi dezakete, fononen bide askea murriztuz. Beraz, eroankortasun termiko handia lortzekoSiC zeramika, beharrezkoa da sinterizazio-laguntzaren edukia minimizatzea dentsifikazioa bermatuz, eta SiC sarean erraz disolbagarriak ez diren sinterizazio-laguntzak hautatzea.

Gaur egun, beroan prentsatuaSiC zeramikaBeO sinterizatzeko laguntza gisa erabiliz, giro-tenperaturan eroankortasun termiko handiena erakusten dute (270 W·m-1·K-1). Hala ere, BeO oso toxikoa eta kartzinogenoa da, eta ez da egokia laborategietan edo industrian erabiltzeko. Y2O3-Al2O3 sistemak 1760°C-ko puntu eutektikoa du eta fase likidoko sinterizaziorako ohiko laguntza da.SiC zeramika, baina Al3+ erraz disolbatzen denez SiC sarean,SiC zeramikasistema honekin sinterizatzeko laguntza gisa 200 W·m-1·K-1etik beherako giro-tenperaturan eroankortasun termikoa dute.

Y, Sm, Sc, Gd eta La bezalako lur arraroen elementuak ez dira erraz disolbagarriak SiC sarean eta oxigenoaren afinitate handia dute, SiC sareko oxigeno edukia eraginkortasunez murrizten du. Hori dela eta, Y2O3-RE2O3 (RE=Sm, Sc, Gd, La) sistema erabili ohi da eroankortasun termiko handiko (>200 W·m-1·K-1) prestatzeko sinterizazio-laguntza gisa.SiC zeramika. Esaterako, Y2O3-Sc2O3 sisteman, Y3+ eta Si4+-ren arteko desbideratze ionikoa nabarmena da, disoluzio solidoak sortzea eragotziz. Sc-en disolbagarritasuna SiC puruan nahiko baxua da 1800~2600°C-ko tenperaturetan, gutxi gorabehera (2~3)×10^17 atomo·cm^-3.

SiC zeramikaren propietate termikoak sinterizazio-laguntza desberdinekin

Tenperatura handiko tratamendu termikoa

Tenperatura handiko tratamendu termikoaSiC zeramikasarearen akatsak, dislokazioak eta hondar-tentsioak kentzen laguntzen du, egitura amorfo batzuk egitura kristalino bihurtzea sustatuz eta fonoien sakabanaketa murriztuz. Gainera, tenperatura altuko tratamendu termikoak SiC alearen hazkundea eraginkortasunez sustatzen du, azken finean, materialaren propietate termikoak hobetzen ditu. Adibidez, tenperatura altuko tratamendu termikoa 1950 °C-tan, difusibotasun termikoa.SiC zeramika83,03 mm2·s-1etik 89,50 mm2·s-1era igo zen, eta giro-tenperaturako eroankortasun termikoa 180,94 W·m-1·K-1etik 192,17 W·m-1·K-1era igo zen. Tenperatura handiko tratamendu termikoak nabarmen hobetzen du SiC gainazalean eta sarean sinterizazio-laguntzen desoxidazio-gaitasuna eta SiC aleen konexioak estutzen ditu. Ondorioz, giro-tenperaturako eroankortasun termikoaSiC zeramikanabarmen hobetzen da tenperatura altuko tratamendu termikoaren ondoren.**

Semicorex-en espezializatuta gaudeSiC Zeramikaeta erdieroaleen fabrikazioan aplikatutako beste Zeramikazko Materialak, edozein kontsulta baduzu edo xehetasun gehiago behar badituzu, ez izan zalantzarik eta jarri gurekin harremanetan.

Harremanetarako telefonoa: +86-13567891907

Posta elektronikoa: sales@semicorex.com