Gelişmiş Sinterlenmiş Seramiklerde Beta-Silisyum Karbürün (β-SiC) Uygulamaları?

β-SiC (3C-SiC kübik silisyum karbür) tozu, α-SiC’ye (altıgen yeşil/siyah silisyum karbür) kıyasla çok daha üstün sinterleme aktivitesine sahiptir. Düşük sıcaklıkta basınçsız sinterleme, sıcak presleme ve sıcak izostatik presleme yoluyla yoğunlaştırmaya olanak tanır. Kübik kristali, ince ve homojen tanelerle izotropik termomekanik özellikler sunar. Yüksek saflıkta tozla sinterlendikten sonra, yarı iletken ekipmanlar için yapısal seramikler, aşınmaya ve korozyona dayanıklı yapısal parçalar, yüksek sıcaklık fırın ekipmanları ve seramik matris kompozitler için takviye fazları haline getirilebilir.

Sinterlenmiş Seramikler İçin Temel Malzeme Avantajları

1. Yüksek sinterleme aktivitesi : α-SiC ile karşılaştırıldığında, β-SiC daha düşük sıcaklıkta sinterlenir ve kolayca yüksek yoğunluğa ulaşır. Bu da, büyük boyutlu ve karmaşık şekilli bileşenlerin basınçsız sinterlenmesi için uygun olmasını, sinterleme zorluğunu ve üretim maliyetlerini düşürmesini sağlar.
2. İzotropik performans : Kübik kristal, termal ve mekanik özelliklerinde yönsel farklılık göstermez; bu da hassas işleme sonrasında iyi boyutsal tutarlılık ve düşük deformasyon sağlar.
3. İnce taneli ve yüksek mukavemetli : Sinterlenmiş gövdeler ince taneli yapıya, yüksek eğilme mukavemetine ve mükemmel termal şok direncine sahiptir; hızlı ısıtma-soğutma döngülerinde çatlamaya karşı dirençlidir.
4. Aşınma-korozyon direnci ve yüksek ısı iletkenliği : Güçlü asit ve alkali korozyonuna ve yüksek sıcaklık oksidasyonuna karşı dirençli; yüksek ısı iletkenliği ve düşük termal genleşme katsayısı. Yüksek saflık derecesi, yarı iletken temizlik gereksinimlerini karşılamak için ultra düşük metalik safsızlıklar içerir.
5. Katkılama modifikasyonu mevcuttur : Elektriksel çalışma koşullarını karşılamak için sinterleme yoluyla katkılama yapılarak iletken veya yarı iletken performans elde edilebilir.

Ana Uygulama Senaryoları

1. Yarı İletken Ekipmanları için Sinterlenmiş Seramik Bileşenler (Yüksek Saflıkta β-SiC Tozu)

Yüksek saflıkta β-SiC tozundan sinterlenmiş (CVD monolitik parçalardan farklı), olgunlaşmış düğüm proseslerinin yerli ikamesi için: – Plazma aşındırma odası: kenar halkası, odak halkası, oda astarı, yalıtım destek tabanı – Isıl işlem / epitaksi ekipmanı: gofret taşıyıcı, gofret teknesi, konsol kürek, fırın tüpü, ısı kalkanı bölmesi – Taşlama ve inceleme ekipmanı: seramik vakumlu tutucu, sahte gofret, hassas hareket platformu bileşenleri

Not: Sinterlenmiş β-SiC, saflık ve yoğunluk açısından monolitik CVD-β-SiC’den daha düşüktür, ancak olgun düğüm uygulamaları için belirgin maliyet avantajlarına sahiptir.

2. Aşınmaya ve Korozyona Dayanıklı Endüstriyel Yapısal Seramikler

– Mekanik salmastra halkaları, seramik rulmanlar, pompa-vana aşınmaya dayanıklı astarları, kum püskürtme nozulları, brülör nozulları – Kimya ve demir dışı metal endüstrileri için güçlü ortam erozyonuna karşı korozyona dayanıklı aşınmaya dayanıklı parçalar

3. Yüksek Sıcaklık Fırını Isı Bileşenleri

Makaralı çubuklar, kirişler, raf plakaları, destek elemanları, potalar, termokupl koruma tüpleri, radyant ısıtma tüpleri. Makaralı fırınlarda ve ısıl işlem fırınlarında kullanılır, sık sıcaklık yükselme-düşme döngülerine karşı iyi termal şok direnci sağlar, geleneksel α-SiC fırın donanımına göre daha uzun hizmet ömrüne sahiptir.

4. Seramik Matrisli Kompozitler (CMC) için Takviye Edici Fazlar

β-SiC tozu/telcikleri, yüksek sıcaklık termal-yapısal bileşenlerinde ve havacılıkta kullanılan termal şoka dayanıklı koruyucu parçalarda tokluğu ve termal şok direncini artırmak için SiC/SiC kompozit seramikler için takviye edici dolgu maddesi görevi görür.

5. Askeri Koruma ve Özel Yüksek Sıcaklık Bileşenleri

Kurşun geçirmez seramik zırh plakaları, hafif darbe önleyici bileşenler; nükleer endüstri için radyasyona dayanıklı yüksek sıcaklık yapısal parçaları, yüksek sıcaklık korozyonuna ve radyasyon hasarına karşı dayanıklı.

Sinterlenmiş β-SiC Seramiklerinin Başlıca Teknik Parametreleri