Pêvajoya mezinbûna siliconek krîstal bi tevahî di qada germî de tête kirin. Zeviyek germî ya baş ji bo baştirkirina qalîteya krîstal guncan e û xwedan karîgeriya krîstalîzasyonê ya bilind e. Sêwirana zeviya germî bi piranî guheztin û guheztinên pileyên germahiyê yên di qada germî ya dînamîkî de diyar dike. Herikîna gazê ya di jûreya firnê de û cûdahiya materyalên ku di qada termal de têne bikar anîn rasterast jiyana karûbarê qada termal diyar dike. Zeviyek germî ya bê maqûl ne tenê mezinkirina krîstalên ku hewcedariyên kalîteyê bicîh tîne dijwar dike, lê di heman demê de nikare di binê hin hewcedariyên pêvajoyê de krîstalên bêkêmasî jî mezin bike. Ji ber vê yekê pîşesaziya silicona monokrîstal a Czochralski sêwirana zeviya termal wekî teknolojiya bingehîn dihesibîne û di lêkolîn û pêşkeftina qada germî de hêza mirov û çavkaniyên madî yên mezin veberhênan dike.
Pergala termal ji cûrbecûr materyalên zeviyê termal pêk tê. Em ê tenê bi kurtasî materyalên ku di warê termal de têne bikar anîn destnîşan bikin. Di derbarê belavkirina germahiyê de li qada germî û bandora wê ya li ser kişandina krîstal, em ê li vir analîz nekin. Materyalên zeviyê germî behsa firna valahiya mezinbûna krîstal dike. Parçeyên strukturel û bi germî îzolekirî yên jûreyê, yên ku ji bo afirandina qumaşê germahiya rast li dora helîna nîvconductor û krîstalan hewce ne.
yek. materyalên avahîsaziyê yên qada termal
Materyalên piştgirî yên bingehîn ji bo mezinbûna siliconek krîstal a bi rêbaza Czochralski grafît-paqijiya bilind e. Materyalên grafît di pîşesaziya nûjen de rolek pir girîng dileyzin. Di amadekirina sîlîkona yek krîstal de bi rêbaza Czochralski, ew dikarin wekî hêmanên avahîsaziya zeviya germî yên wekî germker, lûleyên rêber, çîp, lûleyên îzolasyonê, û tîrêjên xaçkirinê werin bikar anîn.
Materyalên grafît ji ber asaniya wê ya amadekirinê di cildên mezin, pêvajobûn û taybetmendiyên berxwedana germahiya bilind de hate hilbijartin. Karbonê di forma elmas an grafît de ji her hêman an pêkhateyek xwedan xalek helînê ye. Materyalên grafît bi taybetî di germahiyên bilind de pir bi hêz e, û gihandina wê ya elektrîkî û germî jî pir baş e. Germahiya wê ya elektrîkî wê wekî materyalek germkerê maqûl dike, û xwedan guheztinek germî ya têrker e ku dikare germahiya ku ji hêla germkerê ve hatî hilberandin bi rengek yeksan li ser xav û beşên din ên qada germî belav bike. Lêbelê, di germên bilind de, nemaze li ser dûrên dirêj, awayê sereke yê veguheztina germê radyasyon e.
Parçeyên grafîtê di destpêkê de ji hêla extrusion an zexta îsostatîkî ya pariyên karbonê yên xweş ên ku bi binderê ve têne tevlihev kirin têne çêkirin. Parçeyên grafîtê yên qalîteya bilind bi gelemperî bi isostatîkî têne pêçandin. Tevahiya parçê yekem carbonîzekirin û dûv re li germahiyên pir bilind, nêzî 3000°C, tê grafîkirin. Parçeyên ku ji van monolîtan têne çêkirin bi gelemperî di atmosferek klorê de di germahiyên bilind de têne paqij kirin da ku qirêjiya metalê ji holê rakin da ku bi daxwazên pîşesaziya nîvconductor re tevbigerin. Lêbelê, tewra bi paqijkirina rast re, astên gemarîbûna metal ji ya ku ji hêla materyalên yek-krîstal ên silicon ve hatî destûr kirin pirtir e. Ji ber vê yekê, pêdivî ye ku di sêwirana zeviya germî de baldar were girtin da ku pêşî li gemariya van hêmanan bigire ku nekeve rûxara helandinê an krîstalê.
Materyalên grafîtê piçekî derbasbar e, ku dihêle ku metala mayî di hundurê de bi hêsanî bigihîje rûkê. Wekî din, silicon monoksîdê ku di gaza paqijkirinê ya li dora rûbera grafît de heye, dikare kûr bikeve nav pir materyalan û bertek nîşan bide.
Germên firnê yên siliconê yên yek-krîstal ên destpêkê ji metalên nerazî yên wekî tungsten û molîbdenê hatine çêkirin. Her ku teknolojiya hilberîna grafîtê mezin dibe, taybetmendiyên elektrîkê yên girêdanên di navbera pêkhateyên grafît de domdar dibin, û germkerên sobeya siliconê ya yek krîstal bi tevahî li şûna tungsten û molîbdenum û germkerên din ên materyalê girtine. Materyalên grafîtê yên ku niha herî zêde têne bikar anîn grafît îsostatîk e. semicera dikare materyalên grafît ên bi isostatîkî yên pêçandî yên bi kalîteya bilind peyda bike.
Di firneyên sîlîkonê yên yekkrîstalî yên Czochralski de, carinan materyalên pêkhatî yên C/C têne bikar anîn, û naha ji bo çêkirina kulm, gwîz, kulm, lewheyên bargir û pêkhateyên din têne bikar anîn. Karbon/karbon (c/c) malzemeyên pêkvekirî madeyên pêkhatî yên karbonê yên bi fiber karbonê ne. Ew xwedan hêza taybetî ya bilind, modula taybetî ya bilind, rêjeya berbelavbûna germê ya kêm, rêgirtina elektrîkê ya baş, hişkiya şkestinê ya mezin, giraniya taybetî ya kêm, berxwedana şoka termal, berxwedana korozyonê, rêzek taybetmendiyên hêja yên wekî berxwedana germahiya bilind heye û niha bi berfirehî ye. di asmanî, pêşbazî, biyomaterial û warên din de wekî celebek nû ya materyalê avahiyek berxwedêr a germahiya bilind tê bikar anîn. Heya niha, kêşeya sereke ya ku ji hêla materyalên tevlihev ên C/C yên navxweyî ve tê rûbirû, pirsgirêkên lêçûn û pîşesaziyê ye.
Gelek materyalên din hene ku ji bo afirandina zeviyên germî têne bikar anîn. Grafîta bi fîbera karbonê ya bihêzkirî xwedan taybetmendiyên mekanîkî yên çêtir e; lêbelê, ew bihatir e û hewcedariyên sêwiranê yên din ferz dike. Silicon carbide (SiC) di gelek waran de ji grafît materyalek çêtir e, lê çêkirina perçeyên volga mezin pir bihatir û dijwartir e. Lêbelê, SiC bi gelemperî wekî pêlavek CVD tête bikar anîn da ku jiyana beşên grafîtê yên ku li ber gaza silicon monoksît a aggressive têne xuyang kirin zêde bike û her weha ji bo kêmkirina qirêjiya grafît. Xwarina karbîd a siliconê CVD-ya hişk bi bandor rê li ber gemarên di hundurê materyalê grafîtê mîkroporoz de digire ku bigihîje rûxê.
Ya din karbona CVD ye, ku di heman demê de dikare li ser perçeyên grafîtê jî tebeqeyek qels ava bike. Materyalên din ên berxwedêr ên germahiya bilind, mîna molîbdenum an materyalên seramîk ên ku bi hawîrdorê re hevaheng in, dikarin li cîhê ku xetera gemarîbûna helînê tune be were bikar anîn. Lêbelê, seramîkên oksîdê ji bo pêwendiya rasterast bi materyalên grafît re di germahiyên bilind de guncaniyek tixûbdar e, bi gelemperî heke îzolasyon hewce be çend alternatîfan dihêlin. Yek jê nîtrîda boronê hexagonal e (carinan ji ber taybetmendiyên wekhev jê re grafît spî tê gotin), lê ew xwediyê taybetmendiyên mekanîkî yên nebaş e. Molybdenum bi gelemperî ji bo serîlêdanên germahiya bilind maqûl e ji ber lêçûna wê ya nerm, belavbûna kêm a di krîstalên silicon de, û rêjeya veqetandinê ya kêm, bi qasî 5 × 108, ku destûrê dide hin gemarîbûna molîbdenumê berî ku avahiya krîstal hilweşîne.
du. Materyalên insulasyona zeviyê termal
Materyalên insulasyonê yên ku herî zêde tê bikar anîn karbona ku di cûrbecûr de tê hîskirin e. Hestê karbonê ji fîberên zirav ên ku wekî îzolasyona germê tevdigerin ji ber ku ew tîrêjên germê gelek caran li ser mesafeyek kurt asteng dikin têne çêkirin. Hestên karbonê yên nerm di nav pelên materyalê yên nisbeten tenik de tê xêzkirin, ku dûv re di şeklê xwestinê de têne qut kirin û bi tîrêjek maqûl ve tê rijandin. Hestê saxkirî ji materyalên fîberê yên wekhev pêk tê, bi karbonek xwedan karbon bikar tîne da ku fîberên belavbûyî bi navgînek zexm û xweşiktir ve girêbide. Bikaranîna helandina buhara kîmyewî ya karbonê li şûna binderan dikare taybetmendiyên mekanîkî yên materyalê baştir bike.
Bi gelemperî, rûbera derveyî ya hestiyarkirî ya îzolekirî bi pêlavek grafît an pelika domdar tê pêçandin da ku erozyon û xitimandin û her weha gemariya perçeyî kêm bike. Cûreyên din ên materyalên insulasyonê yên li ser karbonê jî hene, wek kefka karbonê. Bi gelemperî, materyalên grafîtkirî bi zelalî têne bijartin ji ber ku grafîtî pir qada rûberê ya fiberê kêm dike. Van materyalên rûbera bilind rê didin ku pir kêmtir gazê derkeve û kêmtir wext digire da ku firnê berbi valahiya rast bikişîne. Cûreyek din materyalê pêkhatî C/C ye, ku xwedan taybetmendiyên berbiçav ên wekî giraniya sivik, tolerasyona zirarê ya bilind, û hêza bilind e. Di zeviyên germî de tê bikar anîn da ku perçeyên grafît biguhezînin, ku bi girîngî frekansa guheztina perçeyên grafît kêm dike û qalîteya yek krîstal û aramiya hilberînê baştir dike.
Li gorî dabeşkirina madeyên xav, hestiya karbonê dikare li hestiya karbonê ya bingeh-polyacrylonitrile, hestiya karbonê-based viscose, û karbonê-based asfalt were dabeş kirin.
Fessa karbonê ya bingeh-polyacrylonitrile xwedan naverokek mezin a ax e, û monofilaments piştî dermankirina germahiya bilind şikestî dibin. Di dema xebatê de, toz bi hêsanî tê hilberandin ku hawîrdora firnê qirêj bike. Di heman demê de, fiber bi hêsanî di nav porên mirovan û rêyên nefesê de, zirarê dide tenduristiya mirovan; hesta karbonê-based viscose Ew xwedan taybetmendiyên îzolekirina germê ya baş e, piştî dermankirina germahiyê nisbeten nerm e, û kêm e ku tozê hilberîne. Lêbelê, beşa xaça tîrêjên li ser vîskozê xwedan şeklek nerêkûpêk e û li ser rûbera fîberê gelek rovî hene, ku bi hebûna atmosferek oksîterî di firna sîlîkonê ya yekkrîstal a Czochralski de hêsan çêdibe. Gazên wekî CO2 dibin sedema barîna oksîjen û hêmanên karbonê di materyalên sîlîkonê yên yekkristal de. Hilberînerên sereke SGL Alman û pargîdaniyên din hene. Heya nuha, hestiyariya karbonê ya li ser bingeh-pitch di pîşesaziya yek-krîstalê ya nîvconductor de ya herî berfireh tê bikar anîn, û performansa wê ya însulasyona germî ji ya hestiya karbonê ya zeliqandî çêtir e. Hestê karbonê-based gum hindiktir e, lê karbonê-based asfalt xwedan paqijiya bilindtir û belavbûna tozê kêmtir e. Hilberîner Japonya Kureha Chemical, Osaka Gas, hwd.
Ji ber ku şiklê hestê karbonê ne rast e, xebitandin nerehet e. Naha gelek pargîdaniyan materyalek nû ya însulasyona germê li ser bingeha karbonê hîs kirine - karbona dermankirî. Hestên karbonê yên hişkkirî jî jê re hestiyar tê gotin. Ew hestek karbonê ye ku piştî ku bi rezîn tê rijandin, lamined, zexmkirin û karbonîzekirin xwedan rengekî û xwe-domdariyek e.
Qalîteya mezinbûna silicona yek-krîstal rasterast ji hawîrdora zeviya germî tê bandor kirin, û materyalên insulasyona fiber karbonê di vê jîngehê de rolek sereke dileyzin. Ji ber avantajên lêçûnên wê, bandora însulasyona germî ya hêja, sêwirana maqûl û şeklê xwerû, hê jî di pîşesaziya nîvconduktora fotovoltaîk de hestek nerm a însulasyona germî ya karbonê hê jî avantajek girîng digire. Digel vê yekê, hestiyarkirina hişk a fîbera karbonê dê ji ber hin hêza wê û xebitandina wê ya bilindtir ji bo pêşkeftinê di bazara materyalê qada germî de hebe. Em bi vekolîn û pêşkeftinê di warê materyalên însulasyona germî de pêbawer in û bi domdarî performansa hilberê xweştir dikin da ku bextewarî û pêşkeftina pîşesaziya nîvconduktorê fotovoltaîk pêşve bibin.
Dema şandinê: Gulan-15-2024