Kísilkarbíðdeiglur knýja næstu kynslóð hálfleiðara kristallavöxt

1. Inngangur

Fyrir aðeins sólarhring tilkynnti leiðandi sólarorkuframleiðandinn First Solar um 1.1 milljarðs dala aukningu á framleiðslugetu sinni fyrir þunnfilmuframleiðslu í Bandaríkjunum, sem endurvakti alþjóðlegan áhuga á háþróuðum efnum fyrir framleiðslu á hálfleiðurum og sólarorku. Í hjarta þessarar mikilvægu iðnaðar er óvænt óþekktur hetja: kísillkarbíð. deiglu.

Þó að flestir neytendur tengi kísillkarbíð við eldhúsáhöld eins og kísillkarbíð keramik Hvort sem um er að ræða bökunardisk eða matardiska, þá er iðnaðargæðaform þess ómissandi í nýjustu tækni. Sérstaklega eru kísilkarbíðdeiglur að gera byltingarkenndar framfarir í framleiðslu á afar hreinum kísilkristöllum - nauðsynlegum fyrir næstu kynslóð sólarsella og rafmagnseiningar fyrir rafknúin ökutæki.

2. Hvers vegna kísilkarbíðdeiglur ráða ríkjum í kristallavexti við háan hita

Í stefnubundinni storknun eða Czochralski (CZ) aðferðum sem notaðar eru til að rækta einkristallað kísill, fer hitastigið yfir 1,500°C. Við þessar öfgar eru efnisstöðugleiki, hitaáfallsþol og efnaóvirkni ófrávíkjanleg. Kísilkarbíð skara fram úr þar sem önnur keramik bregðast.

Ólíkt kísilnítríðdeiglum — sem eru sterkar en viðkvæmar fyrir niðurbroti við hitastig yfir 1,400°C —kísilkarbíð deiglur viðhalda byggingarheilleika allt að 1,650°C í óvirkum andrúmsloftum. Þetta gerir þau tilvalin fyrir langvarandi útsetningu fyrir bráðnu sílikoni án þess að menga bráðna efninu.

• Lítil hitauppþensla kísilkarbíðs lágmarkar sprungur við hraða upphitun eða kælingu.
• Mikil varmaleiðni þess tryggir jafna varmadreifingu, sem er mikilvæg fyrir jafnan kristallavöxt.
• Deiglur úr hvarfbundnu kísilkarbíði (RBSiC) bjóða upp á yfirburða vélrænan styrk og hreinleika og eru oft merktar sem rbsic kísilkarbíðflísarblokkir í iðnaðarvöruskrám.

3. Sérhæfð notkun: Framleiðsla á kísil í hálfleiðaraflokki

Mest krefjandi notkunarsvið fyrir kísilkarbíðdeiglur er framleiðslu á n-gerð einkristallaðri kísil fyrir háafköst sólarorku og kísilkarbíð-byggðum aflleiðurum sjálfum. Hér eru jafnvel snefilmagn af óhreinindum úr... deiglu getur eyðilagt heila stálstöng að verðmæti tuga þúsunda dollara.

Framleiðendur tilgreina nú hágæða, sintrað kísilkarbíðdeiglur með stýrðri kornbyggingu til að koma í veg fyrir að kísilkarbíðagnir flagni inn í bráðið. Þessar deiglur eru oft samþættar kísilkarbíð keramikrörum og hitaeiningarvörnrörum til að búa til fullkomlega samhæft háhitakerfi.

Athyglisvert er að þó að umræða um bórkarbíð og kísillkarbíð sé til staðar í herklæðum og slípiefnum, þá er kísillkarbíð óumdeilt í deigluforritum vegna jafnvægis milli kostnaðar, framleiðsluhæfni og afkösts.

4. Handan við deiglur: Vistkerfið kísillkarbíðs í háþróaðri framleiðslu

Sama efnisfræðin sem gerir kleift að búa til kísilkarbíðdeiglur knýr einnig aðra afkastamikla íhluti. Brennistútar úr kísilkarbíði, múrsteinsfóðringar úr kísilkarbíði og keramiksúlur úr kísilkarbíði eru venjulega notaðar í sömu ofnum og hýsa þessar deiglur.

Á sama tíma gegna kísilnítríðíhlutir — eins og sérsniðnir kísilnítríðhitaskildir eða kísilnítríðhringir — oft viðbótarhlutverki í svæðum með lægri hitastigi í sömu kerfum. Hins vegar er kísilkarbíð ómissandi fyrir beina snertingu við bráðið kísil.

Jafnvel í greinum sem virðast óskyldir skín fjölhæfni efnisins: kísilkarbíð keramikpípur ráða við ætandi lofttegundir í hálfleiðaraverksmiðjum, á meðan kísilkarbíð diskar og slípitæki pússa skífur eftir vöxt. En ekkert af þessu myndi skipta máli án deiglunnar sem ræsir ferlið.

5. Misskilningur og markaðsveruleiki

Algeng ruglingur kemur upp varðandi neytendavörur merktar „kísillkarbíð keramik borðbúnaður“ eða „kísillkarbíð bökunardiskur úr keramik.“ Þetta er yfirleitt gljáður steinleir með kísillkarbíði bætt við til að standast hitaáfall — ekki sú afar hreina, þétta keramik sem notuð er í iðnaðardeiglum.

Sannar iðnaðarkísilkarbíðdeiglur eru smíðaðir íhlutir, oft sérsmíðaðir af sérhæfðum steypustöðvum. Þær deila engu framleiðsluferli með kísilkarbíðs-keramiksalatskálum eða jóladiskum, þrátt fyrir svipað nafn.

Á sama hátt, þó að markaður fyrir kísilnítríðduft með mikilli hreinleika sé að vaxa fyrir flug- og geimferðir og legur, hefur hann ekki komið í stað kísilkarbíðs í deigluforritum - né er búist við því, miðað við grundvallarhitatakmarkanir.

6. Niðurstaða

Þar sem heimurinn stefnir að hreinni orku og rafvæðingu er þessi auðmjúka kísilkarbíðdeigla enn lykilatriði í framboðskeðjunni fyrir háþróaða hálfleiðara og sólarorkutækni. Einstök blanda hennar af varmaþoli, efnastöðugleika og vélrænum styrk tryggir að hún verði áfram mikilvæg í sérhæfðri, verðmætri framleiðslu um ókomin ár - langt út fyrir eldhús- eða matarborðið.

Vefsíða okkar, stofnuð 17. október 2012, er hátæknifyrirtæki sem sérhæfir sig í rannsóknum og þróun, framleiðslu, vinnslu, sölu og tæknilegri þjónustu á keramikefnum eins og sílikoni. Vörur okkar eru meðal annars bórkarbíð keramikvörur, bórnítríð keramikvörur, kísillkarbíð keramikvörur, kísillnítríð keramikvörur, sirkondíoxíð keramikvörur o.s.frv. Ef þú hefur áhuga, vinsamlegast hafðu samband við okkur.