SiC керамикалық вафельді қайық дегеніміз не? Техникалық сипаттамалар, материалдар және қолданбалар

Жартылай өткізгішті жоғары температуралық процестерде пластиналарды өңдеу, тіреу және термиялық өңдеу арнайы тірек құрамдас бөлікке - вафельді қайыққа сүйенеді. Процесс температурасы көтеріліп, тазалық пен бөлшектерді бақылау талаптары артқан сайын, дәстүрлі кварцты вафлиді қайықтар бірте-бірте қысқа қызмет ету мерзімі, жоғары деформация жылдамдығы және нашар коррозияға төзімділік сияқты мәселелерді анықтайды.Кремний карбиді (SiC) керамикалық вафельді қайықтаросы контексте пайда болды және жоғары сапалы термиялық өңдеу жабдықтарының негізгі тасымалдаушысы болды.

Кремний карбиді (SiC) - жоғары қаттылықты, жоғары жылу өткізгіштік пен тамаша химиялық тұрақтылықты біріктіретін инженерлік керамикалық материал.SiC керамика, жоғары температурада агломерациялау арқылы пайда болған, жоғары термиялық соққыға төзімділік танытып қана қоймай, сонымен қатар тотықтырғыш және коррозиялық ортада тұрақты құрылым мен өлшемді сақтайды. Нәтижесінде, вафельді қайық түрінде жасалған кезде ол диффузия, жасыту және тотығу сияқты жоғары температуралық процестерді сенімді түрде қолдай алады, бұл оны әсіресе 1100 ° C жоғары температурада жұмыс істейтін жылу процестеріне қолайлы етеді.

1. SiC керамикалық вафельді қайық дегеніміз не?

Вафельді қайықтардың құрылымы әдетте бір уақытта ондаған немесе тіпті жүздеген пластиналарды ұстауға қабілетті көпқабатты, параллельді тор конфигурациясымен жасалған. SiC керамикасының термиялық кеңею коэффициенттерін басқарудағы артықшылықтары оларды жоғары температурада көтерілу және төмендеу процестері кезінде термиялық деформацияға немесе микрокрекингке бейімділігін азайтады. Сонымен қатар, металл қоспаларының құрамын қатаң бақылауға болады, бұл жоғары температура кезінде ластану қаупін айтарлықтай төмендетеді. Бұл оларды қуат құрылғыларын, SiC MOSFETs, MEMS және басқа өнімдерді өндіру сияқты тазалыққа өте сезімтал процестерге өте қолайлы етеді.

2. Кварц және SiC және Графит вафли қайықтары: Материалды салыстыру

Дәстүрлі кварцты вафельді қайықтармен салыстырғанда, кремний карбидті керамикалық вафли қайықтары әдетте жоғары температура, жиі термиялық цикл жағдайында қызмет ету мерзімі 3-5 есе ұзағырақ болады. Олардың жоғары қаттылығы және деформацияға төзімділігі вафлиді неғұрлым тұрақты туралауға мүмкіндік береді, бұл кірісті жақсартуға көмектеседі. Ең бастысы, SiC материалдары жиі қыздыру және салқындату циклдары кезінде минималды өлшемдік өзгерістерді сақтайды, пластинаның жиектерінің қиыршықталуын немесе вафельді қайықтың деформациясынан туындаған бөлшектердің төгілуін азайтады.

3. Кремний карбидті вафельді қайық материалдарының түрлері

Барлық SiC вафельді қайықтар бірдей керамикалық сорттан жасалмайды. Әртүрлі өндіріс жолдары әртүрлі микроқұрылымдар мен өнімділік сипаттамаларын тудырады.

3.1 Қайта кристалданған кремний карбиді (RSiC)

Қайта кристалданған SiC инженерлік жоғары температуралы керамикалық компоненттерде қолданылады. Сыныпқа байланысты ол айтарлықтай ашық кеуектілікке ие болуы мүмкін, оны ластануды, тазалауды және технологиялық үйлесімділікті бағалау кезінде ескеру қажет.

3.2 Агломерленген кремний карбиді (SSiC)

Қысымсыз күйдірілген SiC жоғары қаттылықпен, механикалық беріктігімен және жақсы термиялық өнімділігімен тығыз керамикалық құрылымды қамтамасыз ете алады. Нақты қасиеттер рецептураға, агломерация процесіне және материал дәрежесіне байланысты.

3.3 Реакциямен байланысқан кремний карбиді (RBSiC/SiSiC)

Реакциямен байланысқан SiC әдетте қалдық кремний фазасын қамтиды. Бұл максималды қызмет көрсету температурасына және химиялық үйлесімділікке әсер етуі мүмкін, сондықтан оның жұмыс шектері RSiC немесе SSiC шегімен бірдей деп қабылданбауы керек.

3.4 SiC-жабылған графит пластинкалары

SiC жабыны бар графит пластинасы монолитті SiC керамикалық вафельді қайықтан басқа конструкция болып табылады.

Ол тұндырылған SiC жабынымен қорғалған графит субстратын пайдаланады. Мұндай конструкциялар арнайы термиялық өңдеу орталарында артықшылықтар бере алады, бірақ жабынның тұтастығын, ашық жиектерді және ықтимал ластануды бағалау қажет.

4. Болашаққа болжам

Өнеркәсіптік қосымшаларда кремний карбиді керамикалық вафельді қайықтар бірте-бірте термиялық өңдеу процестерінде, дәстүрлі кремний құрылғыларынан үшінші буын жартылай өткізгіш материалдарға дейін жоғары деңгейлі жабдық өндірушілері үшін таңдаулы таңдауға айналады. Олар тік құбырлы пештер және көлденең тотығу пештері сияқты әртүрлі термиялық өңдеу жабдықтары үшін жарамды болып қана қоймайды, сонымен қатар олардың жоғары температурада, жоғары коррозиялық ортада тұрақты жұмыс істеуі процестің консистенциясы мен жабдықтың сыйымдылығына күшті кепілдік береді.

Кремний карбидті керамикалық вафельді қайықтарды бірте-бірте танымал ету жартылай өткізгіш жабдықтардың негізгі тірек құрамдастарына енетін озық керамикалық материалдардың жеделдеуін көрсетеді. Дәстүрлі кварцтық материалдармен салыстырғанда, олардың жоғары температура тұрақтылығындағы, құрылымдық қаттылықтағы және термиялық шаршауға төзімділіктегі артықшылықтары жоғары температура мен қатаң процесс терезелерінің үздіксіз эволюциясы үшін сенімді материалдық негізді қамтамасыз етеді. Қазіргі уақытта 6-дюймдік және 8-дюймдік кремний карбидті керамикалық вафельді қайықтар жартылай өткізгіш өнеркәсібіндегі энергетикалық құрылғыларды жаппай өндірісте термиялық өңдеу процестерінде кеңінен қолданылады.

12 дюймдік спецификация бірте-бірте жоғары деңгейлі процестер мен жетілдірілген өндірістік желілерге енгізіліп, жабдық пен материалды ынтымақтастықтың келесі кезеңі үшін маңызды бағытқа айналады. Сонымен қатар, 2-4 дюймдік вафельді қайықтар зерттеу платформаларында және жарықдиодты субстратты өңдеу және процесті тексеру сияқты нақты процесс сценарийлерінде рөл атқаруды жалғастыруда. Кремний карбидті керамикалық вафли қайықтары керамикалық материалдар технологиясының үздіксіз эволюциясын басқара отырып, тұрақтылық, өлшемді бақылау және пластинаның сыйымдылығы бойынша үлкен артықшылықтарды көрсетеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Вафельді қайықтың негізгі қызметі қандай?

Вафельді қайық жартылай өткізгіш пластиналарды пешті өңдеу кезінде дәл аралықта ұстайды. Оның негізгі функциялары механикалық қолдау, вафельді туралау және жылу және химиялық процесс ортасымен үйлесімділік болып табылады.

2. SiC пластиналы қайық пен кварцты вафлилі қайықтың айырмашылығы неде?

SiC керамикалық вафельді қайықтар әдетте жоғары жылу өткізгіштік пен қолайлы сорттар үшін жоғары температуралық механикалық мүмкіндікті қамтамасыз етеді. Кварц пластинасының қайықтары әлдеқайда төмен термиялық кеңеюге ие және белгіленген таза жартылай өткізгіш пештердің процестерінде кеңінен қолданылады. Таңдалған материал жұмыс жағдайларына байланысты.

3. SiC керамикалық вафельді қайық қандай температураға төтеп бере алады?

Барлық SiC керамикалық вафельді қайықтар үшін бірыңғай температура шегі жоқ. Максималды жұмыс температурасы SiC дәрежесіне, пеш атмосферасына, механикалық жүктемеге, әсер ету ұзақтығына және термиялық циклге байланысты. Дайын құрамдас оның жоспарланған технологиялық шарттарына сәйкес болуы керек.

4. SiC вафлиді қайықтар диффузия мен тотығуға жарамды ма?

Иә, сәйкес таңдалған және білікті SiC керамикалық вафельді қайықтар диффузиялық және тотығу қолданбаларында қолданылуы мүмкін. Материалдың химиясы, бетінің тазалығы, механикалық құрылымы және технологиялық газдармен үйлесімділігі тексерілуі керек.

5. SiC керамикалық вафельді қайықтарды теңшеуге болады ма?

Вафельді қайықтарды пештің әртүрлі конфигурациялары, пластинаның өлшемдері, саңылаулар саны, қадамдар мен тірек геометриялары үшін, өндірістің техникалық-экономикалық негіздемесі мен жобаны растау шартымен жасауға болады.

6. Қатты SiC және SiC қапталған графит пластинкаларының айырмашылығы неде?

Қатты SiC керамикалық вафельді қайықтар керамикалық корпусты пайдаланады, ал SiC қапталған графитті тасымалдаушылар қорғаныс SiC қабаты бар графит субстратын пайдаланады. Олардың термиялық реакциясы, істен шығу механизмдері, ластану қаупі және қызмет көрсету шектеулері әртүрлі.

7. Вафельді қайықтарда бөлшектердің пайда болуына не себеп болады?

Ықтимал себептерге механикалық қажалу, жарамсыз пластинаның жанасу геометриясы, шөгінді қабатының жиналуы, термиялық зақым, беттік ақаулар және өңдеу немесе тазалау кезіндегі ластану жатады. Түбірлік себептерді талдау тасымалдаушы материалды және пештің нақты процесін қарастыруы керек.