سیلیکون نایټرایډ (Si₃N₄) سیرامیکونه، د پرمختللي ساختماني سیرامیکونو په توګه، غوره ځانګړتیاوې لري لکه د تودوخې لوړ مقاومت، لوړ ځواک، لوړ سختۍ، لوړ سختۍ، د کریپ مقاومت، د اکسیډریشن مقاومت، او د لباس مقاومت. سربیره پردې ، دوی د ښه تودوخې شاک مقاومت ، ډایالټریک ملکیتونه ، لوړ حرارتي چالکتیا ، او د عالي لوړ فریکونسۍ بریښنایی مقناطیسي څپې لیږد فعالیت وړاندیز کوي. دا غوره هراړخیز ملکیتونه دوی په پراخه کچه په پیچلي ساختماني برخو کې کارول کیږي ، په ځانګړي توګه په فضا او نورو لوړ تخنیکي برخو کې.
په هرصورت، Si₃N₄، د قوي covalent بانډونو سره یو مرکب دی، یو باثباته جوړښت لري چې لوړ کثافت ته سینټر کول یوازې د جامد حالت خپریدو له لارې ستونزمن کوي. د سینټرینګ هڅولو لپاره، سینټرینګ مرستې لکه فلزي اکسایدونه (MgO, CaO, Al₂O₃) او د ځمکې نادر اکسایدونه (Yb₂O₃, Y₂O₃, Lu₂O₃, CeO₂) اضافه شوي ترڅو د denstering-phaseination د اسانتیا لپاره.
اوس مهال، د نړیوال سیمیکمډکټر وسیلې ټیکنالوژي د لوړ ولټاژونو ، لوی جریانونو ، او د بریښنا لوی کثافت په لور پرمختګ کوي. د Si₃N₄ سیرامیک جوړولو لپاره د میتودونو څیړنه پراخه ده. دا مقاله د سینټرینګ پروسې معرفي کوي چې په مؤثره توګه د سیلیکون نایټریډ سیرامیک کثافت او هراړخیز میخانیکي ملکیتونو ته وده ورکوي.
د Si₃N₄ سیرامیکونو لپاره د سینټر کولو عام میتودونه
د Si₃N₄ سیرامیکونو لپاره د فعالیت پرتله کول د مختلف سینټرینګ میتودونو لخوا چمتو شوي
1. Reactive Sintering (RS):Reactive sintering لومړی طریقه وه چې په صنعتي توګه د Si₃N₄ سیرامیک چمتو کولو لپاره کارول کیږي. دا ساده، ارزانه، او د پیچلو شکلونو د جوړولو توان لري. په هرصورت، دا د تولید اوږده دوره لري، کوم چې د صنعتي کچې تولید لپاره مناسب نه دی.
2. بې فشار سینټرینګ (PLS):دا تر ټولو اساسي او ساده sintering پروسه ده. په هرصورت، دا د لوړ کیفیت Si₃N₄ خامو موادو ته اړتیا لري او ډیری وختونه د ټیټ کثافت، د پام وړ انقباض، او د درز یا خرابیدو تمایل سره د سیرامیکونو پایله لري.
3. Hot-press Sintering (HP):د غیر محیطي میخانیکي فشار پلي کول د سینټرینګ لپاره د چلولو ځواک ډیروي ، دا اجازه ورکوي چې کثافت سیرامیکونه د تودوخې 100-200 ° C ټیټ تودوخې کې تولید شي د فشار پرته سینټرینګ کې کارول کیږي. دا طریقه عموما د نسبتا ساده بلاک په شکل سیرامیک جوړولو لپاره کارول کیږي مګر د سبسټریټ موادو لپاره د ضخامت او شکل اړتیاو پوره کول ستونزمن دي.
4. سپارک پلازما سینټرینګ (SPS):SPS د ګړندي سینټرینګ ، د غلو پاکولو ، او د سینټرینګ تودوخې کمولو لخوا مشخص کیږي. په هرصورت، SPS په تجهیزاتو کې د پام وړ پانګونې ته اړتیا لري، او د SPS له لارې د لوړ حرارتي چالکتیا Si₃N₄ سیرامیکونو چمتو کول لاهم په تجربوي مرحله کې دي او لاهم صنعتي شوي ندي.
5. د ګاز فشار سینټرینګ (GPS):د ګاز فشار په پلي کولو سره، دا طریقه په لوړه تودوخه کې د سیرامیک تخریب او د وزن ضایع مخه نیسي. د لوړ کثافت سیرامیک تولید کول اسانه دي او د بیچ تولید وړوي. په هرصورت، یو واحد ګام د ګاز فشار سینټرینګ پروسه د یونیفورم داخلي او بهرني رنګ او جوړښت سره ساختماني اجزاو تولید لپاره مبارزه کوي. د دوه مرحلې یا څو مرحلو سینټرینګ پروسې کارول کولی شي د پام وړ د داخلي اکسیجن مینځپانګه کمه کړي ، د تودوخې چالکتیا ښه کړي ، او ټول ملکیتونه لوړ کړي.
په هرصورت، د دوه مرحلې ګاز فشار سینټرینګ لوړ سینټرینګ تودوخې پخوانۍ څیړنې د دې لامل شوې چې په عمده ډول د سیرامیک سبسټریټ چمتو کولو باندې تمرکز وکړي چې لوړ حرارتي چالکتیا او د خونې د تودوخې تودوخې ځواک لري. د جامع میخانیکي ملکیتونو او د لوړ تودوخې میخانیکي ملکیتونو سره د Si₃N₄ سیرامیکونو څیړنه نسبتا محدوده ده.
د Si₃N₄ لپاره د ګاز فشار دوه مرحلې سینټرینګ میتود
یانګ ژو او د چونګ چینګ د ټیکنالوژۍ پوهنتون همکارانو د 5 wt. % Yb₂O₃ + 5 wt.٪ Al₂O₃ د سینټرینګ مرستې سیسټم کارولی ترڅو د Si₃N₄ سیرامیک چمتو کړي ترڅو دواړه د یو ګام او دوه مرحلو ګاز فشار سینټرینګ پروسس په 10°C °C کې کارول کیږي. د Si₃N₄ سیرامیک د دوه مرحلو سینټرینګ پروسې لخوا تولید شوي لوړ کثافت او غوره جامع میخانیکي ملکیتونه لري. لاندې د Si₃N₄ سیرامیک اجزاو په مایکرو جوړښت او میخانیکي ملکیتونو باندې د یو ګام او دوه مرحلو ګاز فشار سینټرینګ پروسې اغیزې لنډیز کوي.
کثافت د Si₃N₄ د کثافت پروسه په عموم ډول درې مرحلې شاملې دي، د مرحلو ترمنځ اوورلیپ سره. لومړۍ مرحله، د ذرو بیا تنظیم کول، او دویمه مرحله، تحلیل - باران، د کثافت لپاره خورا مهم پړاوونه دي. په دې مرحلو کې د عکس العمل کافي وخت د پام وړ د نمونې کثافت ته وده ورکوي. کله چې د دوه مرحلې سینټرینګ پروسې لپاره د سینټر کولو دمخه تودوخه 1600 ° C ته ټاکل کیږي، β-Si₃N₄ دانې یو چوکاټ جوړوي او تړل شوي سوري جوړوي. د سینټر کولو دمخه ، د لوړې تودوخې او نایتروجن فشار لاندې نور تودوخه د مایع مرحله جریان او ډکولو ته وده ورکوي ، کوم چې د تړلو سوریو له مینځه وړو کې مرسته کوي ، د Si₃N₄ سیرامیکونو کثافت نور هم ښه کوي. له همدې امله، هغه نمونې چې د دوه مرحلې سینټرینګ پروسې لخوا تولید شوي د هغو په پرتله لوړ کثافت او نسبي کثافت ښیي چې د یو مرحلې سینټرینګ لخوا تولید شوي.
مرحله او مایکرو جوړښت د یو مرحلې سینټرینګ په جریان کې ، د ذرو بیا تنظیم او د غلو د حد د خپریدو لپاره شتون محدود دی. د دوه مرحلې sintering پروسې کې، لومړی ګام په ټیټ حرارت او د ګاز ټیټ فشار کې ترسره کیږي، کوم چې د ذرو بیا تنظیم کولو وخت اوږدوي او په پایله کې لوی دانې رامنځته کیږي. د تودوخې درجه بیا د تودوخې لوړې مرحلې ته لوړه کیږي، چیرې چې دانې د Ostwald د پخیدو پروسې له لارې وده کوي، د لوړ کثافت Si₃N₄ سیرامیک تولیدوي.
میخانیکي ځانګړتیاوې په لوړه تودوخه کې د انټرګرانولر مرحلې نرمیدل د کموالي اصلي لامل دی. په یو ګام سینټرینګ کې، د دانې غیر معمولي وده د دانې په مینځ کې کوچني سوري رامینځته کوي چې د تودوخې لوړ ځواک کې د پام وړ پرمختګ مخه نیسي. په هرصورت، د دوه مرحلې سینټرینګ پروسې کې، د شیشې مرحله، په مساوي ډول د غنمو په حدودو کې ویشل کیږي، او د مساوي اندازې اندازې دانې د انټرګرانولر ځواک ته وده ورکوي، چې په پایله کې د لوړې تودوخې د موډل قوت المل کیږي.
په پایله کې، د یوې مرحلې سینټرینګ په جریان کې د اوږدې مودې ساتل کولی شي په مؤثره توګه داخلي سوروالی کم کړي او یوشان داخلي رنګ او جوړښت ترلاسه کړي مګر ممکن د غلو غیر معمولي وده لامل شي، کوم چې ځینې میخانیکي ځانګړتیاوې خرابوي. د دوه مرحلې سینټرینګ پروسې په کارولو سره - د ذرو بیا تنظیم کولو وخت غزولو لپاره د ټیټ تودوخې دمخه سینټرینګ کارول او د غلو یونیفورم وده هڅولو لپاره د سی ₃N₄ سیرامیک د نسبي کثافت 98.25٪ سره ، یونیفورم مایکرو جوړښت ، او د عالي جامع ملکیتونو سره. په بریالیتوب سره چمتو کیدی شي.
| نوم | سبسټریټ | د Epitaxial طبقې ترکیب | Epitaxial پروسه | Epitaxial منځنی |
| سیلیکون homoepitaxial | Si | Si | د بخار مرحله Epitaxy (VPE) | SiCl4+H2 |
| سیلیکون heteroepitaxial | نیلم یا سپنیل | Si | د بخار مرحله Epitaxy (VPE) | SiH₄+H₂ |
| GaAs homoepitaxial | GaAs | GaAs GaAs | د بخار مرحله Epitaxy (VPE) | AsCl₃+Ga+H₂ (Ar) |
| GaAs | GaAs GaAs | مالیکولر بیم ایپیټاکسي (MBE) | Ga+As | |
| GaAs heteroepitaxial | GaAs GaAs | GaAlAs/GaAs/GaAlAs | د مایع مرحله ایپیټاکسي (LPE) د بخار مرحله (VPE) | Ga+Al+CaAs+H2 Ga+Ash3+PH3+CHl+H2 |
| GaP homoepitaxial | GaP | GaP(GaP;N) | د مایع مرحله ایپیټاکسي (LPE) د مایع مرحله ایپیټاکسي (LPE) | Ga+GaP+H2+(NH3) Ga+GaAs+GaP+NH3 |
| سوپرلاټیس | GaAs | GaAlAs/GaAs (سایکل) | مالیکولر بیم ایپیټاکسي (MBE) MOCVD | Ca, As, Al GaR₃+AlR3+AsH3+H2 |
| InP homoepitaxial | InP | InP | د بخار مرحله Epitaxy (VPE) د مایع مرحله ایپیټاکسي (LPE) | PCl3+In+H2 In+InAs+GaAs+InP+H₂ |
| Si/GaAs Epitaxy | Si | GaAs | مالیکولر بیم ایپیټاکسي (MBE) MOGVD | گا، لکه GaR₃+AsH₃+H₂ |
د پوسټ وخت: دسمبر-24-2024