แถบซิลิคอนคาร์ไบด์ (SIC) เป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในการใช้งานที่สูง - อุณหภูมิสูงตั้งแต่เตาเผาอุตสาหกรรมไปจนถึงการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ในฐานะซัพพลายเออร์ของ Silicon Carbide Bars ฉันรู้สึกตื่นเต้นที่จะแบ่งปันกระบวนการโดยละเอียดว่าผลิตภัณฑ์ที่น่าทึ่งเหล่านี้ผลิตขึ้นอย่างไร
การเลือกวัตถุดิบ
ขั้นตอนแรกและสำคัญที่สุดในการผลิตแถบซิลิกอนคาร์ไบด์คือการเลือกวัตถุดิบที่มีคุณภาพสูง ผงซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นส่วนผสมหลักและการกระจายความบริสุทธิ์และขนาดอนุภาคส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติสุดท้ายของบาร์ เราจัดหาผงซิลิกอนคาร์ไบด์ด้วยความบริสุทธิ์อย่างน้อย 99% ผงสูง - ความบริสุทธิ์นี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแท่งมีค่าการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมความแข็งแรงเชิงกลสูงและความต้านทานต่อการกัดกร่อนทางเคมี
ขนาดอนุภาคของผงซิลิกอนคาร์ไบด์ถูกควบคุมอย่างระมัดระวัง อนุภาคที่ละเอียดกว่าสามารถนำไปสู่โครงสร้างที่เป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้นในแถบสุดท้ายซึ่งเป็นประโยชน์ต่อคุณสมบัติเชิงกลและความร้อน โดยทั่วไปแล้วเราใช้ผงที่มีขนาดอนุภาคเฉลี่ยในช่วง 1 - 10 ไมโครเมตร นอกจากผงซิลิกอนคาร์ไบด์แล้วอาจมีสารเติมแต่งจำนวนเล็กน้อย สารเติมแต่งเหล่านี้สามารถปรับปรุงความสามารถในการเผาของผงเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลหรือปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ตัวอย่างเช่น Boron Carbide (B₄C) สามารถเพิ่มเป็นเครื่องช่วยในการเผาเพื่อส่งเสริมความหนาแน่นของซิลิกอนคาร์ไบด์ในระหว่างกระบวนการเผา
การผสมและการผสมผสาน
เมื่อเลือกวัตถุดิบแล้วจะผสมและผสมเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายตัวของส่วนประกอบอย่างสม่ำเสมอ เราใช้อุปกรณ์ผสมขั้นสูงเช่นมิกเซอร์ความเร็วสูงหรือโรงสีลูกเพื่อให้ได้ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน กระบวนการผสมจะดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมเพื่อป้องกันการปนเปื้อน
ในระหว่างการผสมผงซิลิกอนคาร์ไบด์และสารเติมแต่งรวมกับสารยึดเกาะ สารยึดเกาะมีวัตถุประสงค์หลักสองประการ: มันถืออนุภาคผงเข้าด้วยกันในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปและให้ความแข็งแรงสีเขียวแก่แถบที่เกิดขึ้นก่อน สารยึดเกาะที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีเมอร์อินทรีย์เช่นโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVA) หรือ carboxymethyl เซลลูโลส (CMC) ปริมาณของสารยึดเกาะที่เพิ่มเข้ามาได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อปรับสมดุลความแข็งแรงของสีเขียวและความสะดวกในการกำจัดสารยึดเกาะในระหว่างการประมวลผลครั้งต่อไป
การขึ้นรูป
หลังจากกระบวนการผสมและผสมขั้นตอนต่อไปคือการสร้างแถบซิลิกอนคาร์ไบด์ มีหลายวิธีสำหรับการขึ้นรูปและตัวเลือกขึ้นอยู่กับรูปร่างขนาดและคุณสมบัติที่ต้องการของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
การอัดรีด
การอัดรีดเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการผลิตแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีส่วนข้ามแบบสม่ำเสมอ ในกระบวนการนี้ส่วนผสมของผงผสม - สารยึดเกาะจะถูกบังคับให้ตายภายใต้ความดันสูง แม่พิมพ์กำหนดรูปร่างและขนาดของบาร์ การอัดขึ้นรูปช่วยให้การผลิตแท่งยาวต่อเนื่องที่มีความแม่นยำในมิติสูง มันเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมากและสามารถผลิตบาร์ที่มีรูปทรงข้ามที่ซับซ้อนเช่นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าวงกลมหรือหกเหลี่ยม
การกด
การกดเป็นวิธีการขึ้นรูปทั่วไปอีกวิธีหนึ่ง มีสองประเภทหลักของการกด: การกดแกนเดียวและการกด isostatic ในการกดแกนเดียวผง - สารยึดเกาะจะถูกวางไว้ในแม่พิมพ์และกดภายใต้แรงทิศทางเดียว วิธีนี้ค่อนข้างง่ายและมีค่าใช้จ่าย - มีประสิทธิภาพ แต่อาจส่งผลให้เกิดการกระจายความหนาแน่นแบบไม่สม่ำเสมอในแถบ
ในทางกลับกันการกด Isostatic ใช้แรงดันอย่างสม่ำเสมอจากทุกทิศทาง ส่วนผสมของผง - สารยึดเกาะจะถูกวางไว้ในแม่พิมพ์ที่ยืดหยุ่นซึ่งจะจมอยู่ใต้น้ำในสื่อความดัน แรงดันสูงถูกนำไปใช้กับสื่อส่งผลให้มีการกระจายความหนาแน่นสม่ำเสมอในแถบ การกด Isostatic มักใช้สำหรับการผลิตแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์คุณภาพสูงที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนและคุณสมบัติเชิงกลสูง
การกำจัดสารยึดเกาะ
หลังจากขึ้นรูปแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์สีเขียวมีสารยึดเกาะจำนวนมาก สารยึดเกาะจะต้องถูกลบออกก่อนที่จะเผาเพื่อป้องกันการก่อตัวของข้อบกพร่องในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย กระบวนการกำจัดสารยึดเกาะหรือที่เรียกว่า Debinding มักจะดำเนินการในเตาเผาบรรยากาศที่ควบคุมได้
แท่งจะถูกทำให้ร้อนอย่างช้าๆถึงอุณหภูมิที่เฉพาะเจาะจงโดยปกติจะอยู่ในช่วง 300 - 600 ° C ขึ้นอยู่กับประเภทของสารยึดเกาะที่ใช้ ในระหว่างกระบวนการนี้สารยึดเกาะจะสลายตัวและระเหย อัตราความร้อนและบรรยากาศถูกควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าการกำจัดสารยึดเกาะที่สมบูรณ์โดยไม่ทำให้เกิดการแตกร้าวหรือข้อบกพร่องอื่น ๆ ในแท่ง โดยทั่วไปแล้วอัตราการทำความร้อนที่ช้าเป็นที่ต้องการเพื่อให้สารยึดเกาะย่อยสลายค่อยๆและหลบหนีจากบาร์
การเผา
การเผาเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการผลิตแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์ มันเป็นกระบวนการอุณหภูมิสูงที่รวมอนุภาคซิลิกอนคาร์ไบด์และให้บาร์คุณสมบัติสุดท้าย มีวิธีการเผาหลายวิธีรวมถึงการเผาแบบไร้แรงดัน, ร้อน - กดและประกายพลาสมาซินเทอร์ (SPS)
การเผาไหม้แบบแรงดัน
การเผาแบบไร้แรงดันเป็นวิธีที่ค่อนข้างง่ายและมีค่า - มีประสิทธิภาพ ในกระบวนการนี้แถบ debound จะถูกวางไว้ในเตาเผาและร้อนถึงอุณหภูมิสูงโดยทั่วไปในช่วง 2000 - 2200 ° C ในบรรยากาศเฉื่อยเช่นอาร์กอน ที่อุณหภูมิสูงนี้อนุภาคซิลิกอนคาร์ไบด์จะกระจายและเชื่อมต่อกันส่งผลให้เกิดความหนาแน่นของแถบ การเผาแบบไร้แรงดันสามารถผลิตแท่งที่มีคุณสมบัติเชิงกลและความร้อนที่ดี แต่ความหนาแน่นอาจไม่สูงเท่าที่วิธีอื่นทำได้
ร้อน - กด
ร้อน - การกดเป็นวิธีการเผาขั้นสูงที่รวมอุณหภูมิและความดันสูง แท่ง debound จะถูกวางไว้ในแม่พิมพ์และร้อนถึงอุณหภูมิสูงในขณะที่ใช้แรงดันแกนเดียว ความดันช่วยในการส่งเสริมความหนาแน่นและลดความพรุนของบาร์ ร้อน - การกดสามารถผลิตแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความหนาแน่นสูงกว่าและคุณสมบัติเชิงกลที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับการเผาไหม้แบบไม่แรงดัน อุณหภูมิและความดันที่ใช้ในการกดร้อนขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของซิลิกอนคาร์ไบด์และคุณสมบัติที่ต้องการของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
Spark Plasma Sintering (SPS)
Spark Plasma Sintering เป็นวิธีการเผาที่ค่อนข้างใหม่และมีประสิทธิภาพสูง ใน SPS กระแสไฟฟ้าจะถูกส่งผ่านผงหรือบาร์ที่เกิดขึ้นล่วงหน้าในขณะที่ใช้แรงดัน กระแสไฟฟ้าสร้างพลาสมาประกายอุณหภูมิสูงซึ่งทำให้วัสดุร้อนอย่างรวดเร็วและส่งเสริมการเผา SPS สามารถบรรลุความหนาแน่นสูงและคุณสมบัติเชิงกลที่ดีในเวลาสั้น ๆ เมื่อเทียบกับวิธีการเผาอื่น ๆ เหมาะสำหรับการผลิตแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนและโครงสร้างจุลภาคที่ดี
การตัดเฉือนและการตกแต่ง
หลังจากการเผาผลาญแถบซิลิกอนคาร์ไบด์อาจต้องใช้การตัดเฉือนและเสร็จสิ้นเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของลูกค้า กระบวนการตัดเฉือนเช่นการบดการตัดและการขุดเจาะสามารถใช้เพื่อให้ได้มิติที่ต้องการและผิวผิว
การบดมักใช้เพื่อปรับปรุงความเรียบเนียนของพื้นผิวและความแม่นยำมิติของแท่ง ล้อบดเพชรมักใช้เนื่องจากความแข็งสูงของซิลิกอนคาร์ไบด์ การตัดสามารถใช้เพื่อให้ได้ความยาวที่ต้องการของแท่งและการขุดเจาะสามารถใช้เพื่อสร้างรูหรือช่องในบาร์สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ
นอกเหนือจากการตัดเฉือนบาร์อาจได้รับการรักษาพื้นผิวเช่นการเคลือบหรือการขัด การเคลือบสามารถปรับปรุงความต้านทานออกซิเดชันหรือคุณสมบัติทางไฟฟ้าของแท่งในขณะที่การขัดสามารถเพิ่มความสวยงามและลดความขรุขระของพื้นผิว
การควบคุมคุณภาพ
ตลอดกระบวนการผลิตมีการใช้มาตรการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสอดคล้องและความน่าเชื่อถือของแถบซิลิกอนคาร์ไบด์ เราใช้วิธีการทดสอบที่หลากหลายเพื่อประเมินคุณสมบัติของแท่งรวมถึงการวัดความหนาแน่นการทดสอบความแข็งการวัดค่าการนำความร้อนและการวัดความต้านทานทางไฟฟ้า
การวัดความหนาแน่นเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของคุณภาพของแท่ง ความหนาแน่นที่สูงขึ้นโดยทั่วไปบ่งบอกถึงคุณสมบัติเชิงกลและความร้อนที่ดีขึ้น การทดสอบความแข็งสามารถใช้ในการประเมินความต้านทานการสึกหรอของแท่ง การวัดค่าการนำความร้อนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่การถ่ายเทความร้อนเป็นสิ่งสำคัญเช่นในองค์ประกอบความร้อน การวัดความต้านทานไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแท่งที่ใช้ในการใช้งานไฟฟ้า
นอกจากนี้เรายังทำการตรวจสอบด้วยสายตาเพื่อตรวจจับข้อบกพร่องของพื้นผิวเช่นรอยแตกรูขุมขนหรือการรวม มีเพียงบาร์ที่ตรงตามมาตรฐานคุณภาพที่เข้มงวดของเราเท่านั้นที่วางจำหน่าย
แอปพลิเคชันของแถบซิลิกอนคาร์ไบด์
แถบซิลิกอนคาร์ไบด์มีแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายเนื่องจากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม พวกเขามักใช้เป็นองค์ประกอบความร้อนในเตาเผาอุณหภูมิสูงก้านเครื่องทำความร้อน sicเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความต้านทานอุณหภูมิสูงอายุการใช้งานที่ยาวนานและประสิทธิภาพความร้อนสูง พวกเขาสามารถเข้าถึงอุณหภูมิสูงถึง 1,600 ° C หรือสูงกว่าทำให้เหมาะสำหรับกระบวนการรักษาความร้อนในอุตสาหกรรมต่างๆ
ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ก้านทำความร้อนซิลิกอนคาร์ไบด์ใช้ในการผลิตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ พวกเขาให้แหล่งความร้อนที่มั่นคงและสม่ำเสมอสำหรับกระบวนการต่าง ๆ เช่นการหลอมการแพร่กระจายและการสะสมไอสารเคมี
เครื่องทำความร้อนก้านซิลิกอนคาร์ไบด์ยังใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีซึ่งใช้สำหรับกระบวนการทำความร้อนและการอบแห้ง ความต้านทานต่อการกัดกร่อนทางเคมีทำให้เหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง
ติดต่อเราเพื่อรับการจัดซื้อ
หากคุณสนใจที่จะซื้อแถบซิลิกอนคาร์ไบด์คุณภาพสูงสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณเราขอเชิญคุณติดต่อเราเพื่อรับการจัดซื้อ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะให้ข้อมูลผลิตภัณฑ์โดยละเอียดการสนับสนุนทางเทคนิคและการกำหนดราคาที่แข่งขันได้ ไม่ว่าคุณต้องการบาร์ขนาดมาตรฐานหรือผลิตภัณฑ์ที่กำหนดเองเราสามารถตอบสนองความต้องการของคุณได้
การอ้างอิง
- เยอรมัน, RM (1996) ทฤษฎีและการปฏิบัติ John Wiley & Sons
- Samsonov, GV (1960) คู่มือสารประกอบทนไฟ Plenum Press
- Mitra, SK (2008) เซรามิกขั้นสูง: วัสดุคุณสมบัติการใช้งาน CRC Press
