אנטפּלעקן די אייגנאַרטיקע אייגנשאַפֿטן און אַפּליקאַציע פּראַספּעקטן פֿון גרין סיליקאָן קאַרבייד מיקראָפּודער
אין היינטיקן הויך-טעק מאַטעריאַלן פעלד, ווערט גרין סיליקאָן קאַרבייד מיקראָפּודער ביסלעכווייַז דער פאָקוס פון אויפמערקזאַמקייט אין דער מאַטעריאַל וויסנשאַפֿט קהילה מיט זייַנע אייגענאַרטיקע פיזישע און כעמישע אייגנשאַפטן. די קאַמפּאַונד צוזאַמענגעשטעלט פון טשאַד און סיליקאָן עלעמענטן האט געוויזן ברייטע אַפּליקאַציע פּראַספּעקטן אין פילע אינדוסטריעלע פעלדער רעכט צו איר ספּעציעלער קריסטאַל סטרוקטור און ויסגעצייכנטער פאָרשטעלונג. דער אַרטיקל וועט אויספאָרשן אין טיפקייט די אייגענאַרטיקע אייגנשאַפטן פון גרין סיליקאָן קאַרבייד מיקראָפּודער און זיין אַפּליקאַציע פּאָטענציעל אין פאַרשידענע פעלדער.
1. גרונטלעכע קעראַקטעריסטיקס פון גרין סיליקאָן קאַרבייד מיקראָפּודער
גרין סיליקאן קאַרבייד (SiC) איז אַ סינטעטיש סופּערהאַרט מאַטעריאַל און געהערט צו אַ קאָוואַלענט בונד קאַמפּאַונד. זיין קריסטאַל סטרוקטור פּרעזענטירט אַ העקסאַגאָנאַל סיסטעם מיט אַ דימענט-ווי אָרדענונג. גרין סיליקאן קאַרבייד מיקראָפּודער יוזשאַוואַלי רעפערס צו פּודערד פּראָדוקטן מיט אַ פּאַרטיקל גרייס קייט פון 0.1-100 מיקראָנס, און זיין קאָליר פּרעזענטירט אַ פאַרשיידנקייַט פון טאָנעס פון ליכט גרין צו טונקל גרין רעכט צו פאַרשידענע ריינקייט און פאַרפּעסטיקונג אינהאַלט.
פון דער מיקראָסקאָפּישער סטרוקטור, יעדער סיליקאָן אַטאָם אין דעם גרינעם סיליקאָן קאַרבייד קריסטאַל פאָרמירט אַ טעטראַהעדראַל קאָאָרדינאַציע מיט פיר קאַרבאָן אַטאָמען. די שטאַרקע קאָוואַלענטע בונד סטרוקטור גיט דעם מאַטעריאַל גאָר הויכע כאַרטקייט און כעמישע פעסטקייט. עס איז ווערט צו באַמערקן אַז די מאָהס כאַרטקייט פון גרין סיליקאָן קאַרבייד דערגרייכט 9.2-9.3, צווייט נאָר צו דיאַמאָנט און קוביק באָר ניטריד, וואָס מאַכט עס אַנערזייטאַבאַל אין דעם פעלד פון אַברייסיווז.
2. אייגנארטיגע אייגנשאפטן פון גרין סיליקאן קאַרבייד מיקראָפּודער
1. אויסגעצייכנטע מעכאנישע אייגנשאפטן
די מערסט באַמערקנסווערטע אייגנשאַפט פון גרין סיליקאָן קאַרבייד מיקראָפּודער איז זיין גאָר הויכע כאַרטקייט. זיין וויקערס כאַרטקייט קען דערגרייכן 2800-3300 ק"ג/ממ², וואָס מאַכט עס אַרבעטן גוט ווען מען פאַראַרבעט שווערע מאַטעריאַלן. אין דער זעלבער צייט, גרין סיליקאָן קאַרבייד האט אויך גוטע קאָמפּרעסיוו שטאַרקייט און קען נאָך האַלטן הויך מעכאַנישע שטאַרקייט ביי הויכע טעמפּעראַטורן. די אייגנשאַפט מאַכט עס מעגלעך צו נוצן עס אין עקסטרעמע סביבות.
2. אויסגעצייכנטע טערמישע אייגנשאפטן
די טערמישע קאַנדאַקטיוויטי פון גרין סיליקאָן קאַרבייד איז אַזוי הויך ווי 120-200W/(m·K), וואָס איז 3-5 מאָל אַז פון געוויינטלעכן שטאָל. די ויסגעצייכנטע טערמישע קאַנדאַקטיוויטי מאַכט עס אַן אידעאַל היץ דיסיפּיישאַן מאַטעריאַל. וואָס איז נאָך מער אַמייזינג איז אַז די טערמישע יקספּאַנשאַן קאָואַפישאַנט פון גרין סיליקאָן קאַרבייד איז בלויז 4.0×10⁻⁶/℃, וואָס מיינט אַז עס האט ויסגעצייכנטע דימענשאַנאַל פעסטקייט ווען די טעמפּעראַטור ענדערונגען, און וועט נישט פּראָדוצירן קלאָרע דעפאָרמאַציע רעכט צו טערמישע יקספּאַנשאַן און קאָנטראַקשאַן.
3. אויסגעצייכנטע כעמישע פעסטקייט
אין טערמינען פון כעמישע אייגנשאפטן, ווייזט גרין סיליקאן קארבייד אויס גאר שטארקע אינערטקייט. עס קען זיך קעגנשטעלן די קאראזיע פון רוב זויערן, אלקאליס און זאלץ לייזונגען, און קען בלייבן סטאביל אפילו ביי הויכע טעמפעראטורן. עקספערימענטן ווייזן אז גרין סיליקאן קארבייד קען נאך אלץ אויפהאלטן גוטע סטאביליטעט אין אן אקסידירנדיקער סביבה אונטער 1000℃, וואס מאכט עס פאטענציאל פאר לאנג-טערמין באנוץ אין קאראזיווע סביבות.
4. ספּעציעלע עלעקטרישע אייגנשאַפטן
גרין סיליקאן קאַרבייד איז אַ ברייט באַנדגאַפּ האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַל מיט אַ באַנדגאַפּ ברייט פון 3.0 eV, וואָס איז פיל גרעסער ווי די 1.1 eV פון סיליקאן. די אייגנשאַפט ערמעגליכט עס צו וויטשטיין העכערע וואָולטאַזש און טעמפּעראַטורן, און האט יינציקע מעלות אין די פעלד פון מאַכט עלעקטראָנישע דעוויסעס. אין דערצו, גרין סיליקאן קאַרבייד האט אויך אַ הויך עלעקטראָן מאָביליטי, וואָס מאכט עס מעגלעך צו אַנטוויקלען הויך-פרעקווענץ דעוויסעס.
3. צוגרייטונג פּראָצעס פון גרין סיליקאָן קאַרבייד מיקראָפּודער
די צוגרייטונג פון גרינעם סיליקאן קאַרבייד מיקראָפּודער ניצט בעיקר דעם אַטשעסאָן פּראָצעס. די מעטאָדע מישט קוואַרץ זאַמד און פּעטראָלעום קאָק אין אַ געוויסן פּראָפּאָרציע און הייצט זיי צו 2000-2500℃ אין אַ קעגנשטעל אויוון פֿאַר רעאַקציע. די בלאָקיקע גרינע סיליקאן קאַרבייד וואָס ווערט גענערירט דורך דער רעאַקציע גייט דורך פּראָצעסן ווי צעקוועטשן, גראַדירן און איינמאַכן צו באַקומען מיקראָפּודער פּראָדוקטן פון פֿאַרשידענע פּאַרטיקל גרייסן.
אין די לעצטע יאָרן, מיטן פֿאָרשריט פֿון טעכנאָלאָגיע, זענען אַרויסגעקומען עטלעכע נײַע צוגרייטונג מעטאָדן. כעמישע פֿאַרדעפּאָזיציע (CVD) קען צוגרייטן הויך-ריינקייט נאַנאָ-וואָג גרין סיליקאָן קאַרבייד פּודער; די סאָל-געל מעטאָדע קען גענוי קאָנטראָלירן די פּאַרטיקל גרייס און מאָרפאָלאָגיע פֿון די פּודער; די פּלאַזמע מעטאָדע קען דערגרייכן קאָנטינויִערלעכע פּראָדוקציע און פֿאַרבעסערן פּראָדוקציע עפֿעקטיווקייט. די נײַע פּראָצעסן צושטעלן מער מעגלעכקייטן פֿאַר דער פאָרשטעלונג אָפּטימיזאַציע און אַפּליקאַציע יקספּאַנשאַן פֿון גרין סיליקאָן קאַרבייד מיקראָפּודער.
4. הויפּט אַפּליקאַציע געביטן פון גרין סיליקאָן קאַרבייד מיקראָפּודער
1. פּרעציזיע שלייפן און פּאָלירן
אלס א סופּערהאַרטער אַברייסיוו, ווערט גרין סיליקאָן קאַרבייד מיקראָפּודער ברייט גענוצט אין דער פּינקטלעכער פּראַסעסינג פון צעמענטירט קאַרבייד, קעראַמיק, גלאָז און אַנדערע מאַטעריאַלן. אין דער האַלב-קאָנדוקטאָר אינדוסטריע, ווערט הויך-ריינקייט גרין סיליקאָן קאַרבייד פּודער גענוצט פֿאַר פּאָלירן סיליקאָן וועיפערס, און זיין שנייד-פאָרשטעלונג איז בעסער ווי די פון טראַדיציאָנעלע אַלומינאַ אַברייסיוון. אין דעם פעלד פון אָפּטישער קאָמפּאָנענט פּראַסעסינג, קען גרין סיליקאָן קאַרבייד פּודער דערגרייכן נאַנאָ-וואָג ייבערפלאַך ראַפנאַס און טרעפן די פּראַסעסינג רעקווירעמענץ פון הויך-פּינקטלעכער אָפּטישער קאָמפּאָנענטן.
2. אַוואַנסירטע קעראַמישע מאַטעריאַלן
גרין סיליקאן קאַרבייד פּודער איז אַ וויכטיקער רוי מאַטעריאַל פֿאַר דער צוגרייטונג פון הויך-פאָרשטעלונג קעראַמיק. סטרוקטורעלע קעראַמיק מיט ויסגעצייכנטע מעכאַנישע אייגנשאַפטן און טערמישע פעסטקייט קענען געמאַכט ווערן דורך הייס פּרעסינג סינטערינג אָדער רעאַקציע סינטערינג פּראָצעסן. דעם טיפּ קעראַמיש מאַטעריאַל איז וויידלי געניצט אין שליסל קאָמפּאָנענטן אַזאַ ווי מעכאַנישע סילינגז, לאַגערן און נאַזאַלז, ספּעציעל אין שווערע אַרבעט באדינגונגען אַזאַ ווי הויך טעמפּעראַטור און קעראָוזשאַן.
3. עלעקטראָניק און האַלב-קאָנדוקטאָר דעוויסעס
אין דעם פעלד פון עלעקטראָניק, ווערט גרין סיליקאָן קאַרבייד פּודער גענוצט צו צוגרייטן ברייטע באַנדגאַפּ האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלן. מאַכט דעוויסעס באַזירט אויף גרין סיליקאָן קאַרבייד האָבן הויך-פרעקווענץ, הויך-וואָולטידזש, און הויך-טעמפּעראַטור אַרבעט קעראַקטעריסטיקס, און ווייַזן גרויס פּאָטענציעל אין נייַע ענערגיע וועהיקלעס, קלוג גרידס און אנדערע פעלדער. שטודיעס האָבן געוויזן אַז גרין סיליקאָן קאַרבייד מאַכט דעוויסעס קענען רעדוצירן ענערגיע אָנווער מיט מער ווי 50% קאַמפּערד מיט טראַדיציאָנעלע סיליקאָן-באַזירט דעוויסעס.
4. קאָמפּאָזיט ריינפאָרסמענט
צולייגן גרינע סיליקאן קאַרבייד פּודער ווי אַ פארשטארקונג פאַזע צו אַ מעטאַל אָדער פּאָלימער מאַטריץ קען באַדייטנד פֿאַרבעסערן די שטאַרקייט, כאַרדנאַס און טראָגן קעגנשטעל פון די קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַל. אין די אַעראָספּייס פעלד, אַלומינום-באזירט סיליקאן קאַרבייד קאַמפּאַזאַץ זענען געניצט צו פּראָדוצירן לייטווייט און הויך-שטאַרקייט סטראַקטשעראַל טיילן; אין די אָטאַמאָטיוו אינדוסטריע, סיליקאן קאַרבייד פארשטארקט טאָרמאָז פּאַדס ווייַזן ויסגעצייכנט הויך-טעמפּעראַטור קעגנשטעל.
5. פייער-קעגנשטעליקע מאַטעריאַלן און קאָוטינגז
דורך נוצן די הויך-טעמפּעראַטור פעסטקייט פון גרין סיליקאָן קאַרבייד, קענען הויך-פאָרשטעלונג רעפראַקטאָרי מאַטעריאַלן צוגעגרייט ווערן. אין דער שטאָל שמעלץ אינדוסטריע, ווערן סיליקאָן קאַרבייד רעפראַקטאָרי ציגל ברייט געניצט אין הויך-טעמפּעראַטור ויסריכט ווי בלאַסץ אויוון און קאָנווערטערס. אין דערצו, קענען סיליקאָן קאַרבייד קאָוטינגז צושטעלן ויסגעצייכנט טראָגן און קעראָוזשאַן שוץ פֿאַר די באַזע מאַטעריאַל, און ווערן געניצט אין כעמיש ויסריכט, טורבין בליידז און אנדערע פעלדער.