ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကြွေထည်များ၏ “ကလෝန်နည်းစနစ်”- အဓိကအမျိုးအစားငါးမျိုးကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း

ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC) ကြွေထည်များ၎င်းတို့၏ အပူချဲ့ထွင်မှုကိန်းနည်းခြင်း၊ အပူစီးကူးမှုမြင့်မားခြင်း၊ မာကျောမှုမြင့်မားခြင်းနှင့် အပူနှင့် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ တည်ငြိမ်မှုကောင်းမွန်ခြင်းတို့ကြောင့် အပူချိန်မြင့်ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ ကြွေထည်နယ်ပယ်တွင် အဓိကပစ္စည်းဖြစ်လာခဲ့သည်။ ၎င်းတို့ကို အာကာသ၊ နျူကလီးယားစွမ်းအင်၊ စစ်ရေးနှင့် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းများကဲ့သို့သော အဓိကနယ်ပယ်များတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည်။
သို့သော် SiC ၏ အလွန်အားကောင်းသော covalent bond များနှင့် ပျံ့နှံ့မှုနည်းပါးသော coefficient ကြောင့် ၎င်း၏သိပ်သည်းဆကို ခက်ခဲစေသည်။ ဤရည်ရွယ်ချက်အတွက်၊ စက်မှုလုပ်ငန်းသည် sintering နည်းပညာအမျိုးမျိုးကို တီထွင်ခဲ့ပြီး၊ နည်းပညာအမျိုးမျိုးဖြင့် ပြင်ဆင်ထားသော SiC ကြွေထည်များတွင် microstructure၊ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အသုံးချမှုအခြေအနေများတွင် သိသာထင်ရှားသော ကွာခြားချက်များရှိသည်။ အဓိက silicon carbide ကြွေထည်ငါးမျိုး၏ အဓိကဝိသေသလက္ခဏာများကို ဤနေရာတွင် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာထားပါသည်။
၁။ ဖိအားမပေးသော sintered SiC ကြွေထည်များ (S-SiC)
အဓိကအားသာချက်များ- ပုံသွင်းခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များစွာအတွက် သင့်လျော်သည်၊ ကုန်ကျစရိတ်နည်းပါးသည်၊ ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် အရွယ်အစားဖြင့် ကန့်သတ်မထားသော၊ ၎င်းသည် အစုလိုက်အပြုံလိုက်ထုတ်လုပ်မှုရရှိရန် အလွယ်ကူဆုံး sintering နည်းလမ်းဖြစ်သည်။ အောက်ဆီဂျင်အနည်းငယ်ပါဝင်သော β-SiC ထဲသို့ ဘိုရွန်နှင့် ကာဗွန်ထည့်ကာ ၂၀၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်ခန့်တွင် inert လေထုအောက်တွင် sintering လုပ်ခြင်းဖြင့် သီအိုရီအရ သိပ်သည်းဆ ၉၈% ရှိသော sintered body ကို ရရှိနိုင်သည်။ လုပ်ငန်းစဉ်နှစ်ခုရှိသည်- အစိုင်အခဲအဆင့်နှင့် အရည်အဆင့်။ ယခင်လုပ်ငန်းစဉ်သည် သိပ်သည်းဆနှင့် သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှုမြင့်မားသည့်အပြင် အပူစီးကူးနိုင်စွမ်းမြင့်မားပြီး အပူချိန်မြင့်မားသောအစွမ်းသတ္တိရှိသည်။
ပုံမှန်အသုံးချမှုများ- ဝတ်ဆင်မှုဒဏ်ခံနိုင်သော နှင့် ချေးခံနိုင်ရည်ရှိသော တံဆိပ်ခတ်ကွင်းများနှင့် လျှောကျနိုင်သော ဝက်ဝံများကို အစုလိုက်အပြုံလိုက် ထုတ်လုပ်ခြင်း။ ၎င်း၏ မာကျောမှုမြင့်မားခြင်း၊ တိကျသော ဆွဲငင်အားနည်းပါးခြင်းနှင့် ကောင်းမွန်သော ballistic စွမ်းဆောင်ရည်ကြောင့် ၎င်းကို ယာဉ်များနှင့် သင်္ဘောများအတွက် ကျည်ကာသံချပ်ကာအဖြစ် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည့်အပြင် အရပ်ဘက်ဘေးကင်းသော သေတ္တာများနှင့် ငွေသားသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးယာဉ်များကို ကာကွယ်ရန်အတွက်လည်း အသုံးပြုကြသည်။ ၎င်း၏ ဘက်ပေါင်းစုံထိခိုက်မှုဒဏ်ခံနိုင်မှုသည် သာမန် SiC ကြွေထည်များထက် သာလွန်ကောင်းမွန်ပြီး ဆလင်ဒါပုံသဏ္ဍာန် ပေါ့ပါးသော အကာအကွယ်သံချပ်ကာ၏ ကျိုးပဲ့သည့်အမှတ်သည် တန်ချိန် ၆၅ တန်ကျော်အထိ ရောက်ရှိနိုင်သည်။
၂။ ဓာတ်ပြုမှုဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသော SiC ကြွေထည်များ (RB SiC)
အဓိက အားသာချက်များ- စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ စွမ်းဆောင်ရည် အလွန်ကောင်းမွန်ခြင်း၊ ခိုင်ခံ့မှု မြင့်မားခြင်း၊ ချေးခံနိုင်ရည်ရှိခြင်းနှင့် အောက်ဆီဒေးရှင်း ခံနိုင်ရည်ရှိခြင်း။ အပူချိန်နှင့် ကုန်ကျစရိတ် နည်းပါးခြင်း၊ အသားတင်အရွယ်အစားနီးပါး ဖွဲ့စည်းနိုင်သည်။ လုပ်ငန်းစဉ်တွင် ကာဗွန်အရင်းအမြစ်ကို SiC အမှုန့်နှင့် ရောစပ်ပြီး ဘီလက်ထုတ်လုပ်ခြင်း ပါဝင်သည်။ အပူချိန်မြင့်မားသောအခါ အရည်ပျော်နေသော ဆီလီကွန်သည် ဘီလက်ထဲသို့ စိမ့်ဝင်ပြီး ကာဗွန်နှင့် ဓာတ်ပြုကာ β-SiC ကို ဖွဲ့စည်းပေးပြီး မူရင်း α-SiC နှင့် ပေါင်းစပ်ကာ အပေါက်များကို ဖြည့်ပေးသည်။ ဘီလက်အတွင်း အရွယ်အစား ပြောင်းလဲမှုမှာ သေးငယ်သောကြောင့် ရှုပ်ထွေးသော ပုံသဏ္ဍာန်ထုတ်ကုန်များ၏ စက်မှုလုပ်ငန်းထုတ်လုပ်မှုအတွက် သင့်လျော်သည်။
ပုံမှန်အသုံးချမှုများ- အပူချိန်မြင့်မီးဖိုကိရိယာများ၊ ရောင်ခြည်ပြွန်များ၊ အပူဖလှယ်စက်များ၊ ဆာလ်ဖျူရီဇေးရှင်းနော်ဇယ်များ။ ၎င်း၏အပူချဲ့ထွင်မှုကိန်းနည်းခြင်း၊ မြင့်မားသော elastic modulus နှင့် near net forming ဝိသေသလက္ခဏာများကြောင့် ၎င်းသည် အာကာသရောင်ပြန်ဟပ်မှုများအတွက် စံပြပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်လာသည်။ ၎င်းသည် အီလက်ထရွန်းနစ်ပြွန်များနှင့် semiconductor chip ထုတ်လုပ်သည့်ကိရိယာများအတွက် အထောက်အပံ့ပစ္စည်းအဖြစ် quartz glass ကို အစားထိုးနိုင်သည်။

၃။ အပူပေးဖိထားသော sintered SiC ကြွေထည်များ (HP SiC)
အဓိကအားသာချက်- မြင့်မားသောအပူချိန်နှင့်မြင့်မားသောဖိအားအောက်တွင် တစ်ပြိုင်နက်တည်း sintering လုပ်ခြင်းဖြင့် အမှုန့်သည် thermoplastic အခြေအနေတွင်ရှိပြီး mass transfer လုပ်ငန်းစဉ်အတွက် အထောက်အကူပြုသည်။ ၎င်းသည် အပူချိန်နိမ့်ပြီး အချိန်တိုအတွင်း အမှုန်အမွှားငယ်များ၊ သိပ်သည်းဆမြင့်မားခြင်းနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိကောင်းများရှိသော ထုတ်ကုန်များကို ထုတ်လုပ်နိုင်ပြီး သိပ်သည်းဆအပြည့်နှင့် သန့်စင်သော sintering အခြေအနေနီးပါးကို ရရှိနိုင်သည်။
ပုံမှန်အသုံးချမှု- မူလက ဗီယက်နမ်စစ်ပွဲအတွင်း အမေရိကန်ရဟတ်ယာဉ်အမှုထမ်းများအတွက် ကျည်ကာအင်္ကျီများအဖြစ် အသုံးပြုခဲ့ပြီး သံချပ်ကာဈေးကွက်ကို အပူပေးဖိထားသော ဘိုရွန်ကာဗိုက်ဖြင့် အစားထိုးခဲ့သည်။ လက်ရှိတွင် ၎င်းကို ပါဝင်မှုထိန်းချုပ်မှု၊ သန့်စင်မှုနှင့် သိပ်သည်းဆအတွက် အလွန်မြင့်မားသော လိုအပ်ချက်များရှိသည့် နယ်ပယ်များအပြင် ဟောင်းနွမ်းမှုဒဏ်ခံနိုင်သော နှင့် နျူကလီးယားစက်မှုလုပ်ငန်းနယ်ပယ်များကဲ့သို့သော တန်ဖိုးမြှင့်အခြေအနေများတွင် အများဆုံးအသုံးပြုကြသည်။
၄။ ပြန်လည်ပုံဆောင်ခဲပြုလုပ်ထားသော SiC ကြွေထည်များ (R-SiC)
အဓိကအားသာချက်- sintering အထောက်အကူပြုပစ္စည်းများထည့်ရန်မလိုအပ်ပါ၊ ၎င်းသည် အလွန်မြင့်မားသောသန့်စင်မှုနှင့် ကြီးမားသော SiC ကိရိယာများကိုပြင်ဆင်ရန်အတွက် အသုံးများသောနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ လုပ်ငန်းစဉ်တွင် ကြမ်းတမ်းသောနှင့် အနုစိတ် SiC အမှုန့်များကို အချိုးကျရောစပ်ပြီး ၎င်းတို့ကိုဖွဲ့စည်းခြင်း၊ 2200~2450 ℃ တွင် inert လေထုထဲတွင် sintering လုပ်ခြင်းတို့ပါဝင်သည်။ အနုစိတ်အမှုန်အမွှားများသည် ကြမ်းတမ်းသောအမှုန်များကြားထိတွေ့မှုတွင် အငွေ့ပျံပြီး စုပုံလာပြီး စိန်ပြီးလျှင် ဒုတိယမာကျောမှုရှိသော ကြွေထည်များကိုဖွဲ့စည်းသည်။ SiC သည် မြင့်မားသောအပူချိန်အစွမ်းသတ္တိ၊ ချေးခံနိုင်ရည်၊ အောက်ဆီဒေးရှင်းခံနိုင်ရည်နှင့် အပူဒဏ်ခံနိုင်ရည်ကို ထိန်းသိမ်းထားသည်။
ပုံမှန်အသုံးချမှုများ- အပူချိန်မြင့်မီးဖိုပရိဘောဂများ၊ အပူဖလှယ်စက်များ၊ လောင်ကျွမ်းခြင်းနှုတ်သီးများ။ အာကာသနှင့်စစ်ဘက်နယ်ပယ်များတွင် ၎င်းကို အင်ဂျင်များ၊ အမြီးတောင်များနှင့် ကိုယ်ထည်ကဲ့သို့သော အာကာသယာဉ်ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ အစိတ်အပိုင်းများကို ထုတ်လုပ်ရန်အသုံးပြုပြီး ၎င်းသည် ပစ္စည်းကိရိယာစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်းကို တိုးတက်စေနိုင်သည်။
၅။ ဆီလီကွန် စိမ့်ဝင်နေသော SiC ကြွေထည်များ (SiSiC)
အဓိကအားသာချက်များ- စက်မှုထုတ်လုပ်မှုအတွက် အသင့်တော်ဆုံး၊ sintering အချိန်တို၊ အပူချိန်နိမ့်၊ အပြည့်အဝသိပ်သည်းပြီး ပုံပျက်ခြင်းမရှိ၊ SiC matrix နှင့် စိမ့်ဝင်သော Si အဆင့်ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး လုပ်ငန်းစဉ်နှစ်ခုခွဲခြားထားသည်- အရည်စိမ့်ဝင်ခြင်းနှင့် ဓာတ်ငွေ့စိမ့်ဝင်ခြင်း။ နောက်ဆုံးတစ်ခုသည် ကုန်ကျစရိတ်ပိုများသော်လည်း free silicon ၏ သိပ်သည်းဆနှင့် တသမတ်တည်းဖြစ်မှု ပိုကောင်းသည်။
ပုံမှန်အသုံးချမှုများ- porosity နည်းခြင်း၊ လေလုံခြင်းကောင်းမွန်ခြင်းနှင့် ခုခံမှုနည်းခြင်းတို့ကြောင့် static electricity ကို ဖယ်ရှားရာတွင် အထောက်အကူပြုပြီး ကြီးမားသော၊ ရှုပ်ထွေးသော သို့မဟုတ် အခေါင်းပေါက်အစိတ်အပိုင်းများ ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် သင့်လျော်ပြီး semiconductor processing equipment များတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည်။ ၎င်း၏ elastic modulus မြင့်မားခြင်း၊ ပေါ့ပါးခြင်း၊ ခိုင်ခံ့မှုမြင့်မားခြင်းနှင့် လေလုံခြင်းကောင်းမွန်ခြင်းတို့ကြောင့် ၎င်းသည် အာကာသနယ်ပယ်တွင် ဦးစားပေး မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော ပစ္စည်းဖြစ်ပြီး အာကာသပတ်ဝန်းကျင်တွင် ဝန်များကို ခံနိုင်ရည်ရှိပြီး ပစ္စည်းကိရိယာများ၏ တိကျမှုနှင့် ဘေးကင်းမှုကို သေချာစေသည်။