Silicon nitride (Si₃N₄) سيرامڪس، ترقي يافته ساخت جي سيرامڪس جي طور تي، بهترين خاصيتون آهن جهڙوڪ تيز گرمي جي مزاحمت، اعلي طاقت، اعلي سختي، اعلي سختي، چرڻ جي مزاحمت، آڪسائيڊ مزاحمت، ۽ لباس مزاحمت. اضافي طور تي، اهي پيش ڪن ٿا سٺو حرارتي جھٽڪو مزاحمت، ڊائيليٽرڪ ملڪيت، اعلي حرارتي چالکائي، ۽ بهترين اعلي تعدد برقياتي مقناطيسي لہر ٽرانسميشن ڪارڪردگي. اهي شاندار جامع ملڪيت انهن کي وڏي پيماني تي پيچيده ساخت جي اجزاء ۾ استعمال ڪن ٿا، خاص طور تي ايرو اسپيس ۽ ٻين اعلي ٽيڪنالاجي شعبن ۾.
بهرحال، Si₃N₄، مضبوط ڪوولنٽ بانڊن سان گڏ هڪ مرڪب هجڻ جي ڪري، هڪ مستحڪم ڍانچي آهي، جيڪا اڪيلي سولڊ اسٽيٽ ڊفيوشن ذريعي اعلي کثافت تائين سنٽرنگ کي مشڪل بڻائي ٿي. sintering کي فروغ ڏيڻ لاء، sintering aids، جهڙوڪ ڌاتو آڪسائيڊ (MgO، CaO، Al₂O₃) ۽ نادر زمين آڪسائيڊ (Yb₂O₃، Y₂O₃، Lu₂O₃، CeO₂) شامل ڪيا ويا آهن.
في الحال، عالمي سيمي ڪنڊڪٽر ڊوائيس ٽيڪنالاجي اعلي وولٽيجز، وڏي واء، ۽ وڏي طاقت جي کثافت جي طرف وڌي رهي آهي. Si₃N₄ سيرامڪس ٺاهڻ جي طريقن ۾ تحقيق وسيع آهي. هي آرٽيڪل sintering جي عملن کي متعارف ڪرايو آهي جيڪي مؤثر طريقي سان سلکان نائيٽائڊ سيرامڪس جي کثافت ۽ جامع ميخانياتي ملڪيت کي بهتر ڪن ٿا.
Si₃N₄ سيرامڪس لاءِ sintering جا عام طريقا
مختلف سينٽرنگ طريقن سان تيار ڪيل Si₃N₄ سيرامڪس لاءِ ڪارڪردگي جو مقابلو
1. Reactive Sintering (RS):Reactive sintering پهريون طريقو هو جيڪو صنعتي طور تي Si₃N₄ سيرامڪس تيار ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو. اهو سادو، قيمتي، ۽ پيچيده شڪلون ٺاهڻ جي قابل آهي. بهرحال، ان ۾ هڪ ڊگهو پيداوار چڪر آهي، جيڪو صنعتي پيماني تي پيداوار لاء سازگار ناهي.
2. پريشر بيس سينٽرنگ (PLS):اهو سڀ کان وڌيڪ بنيادي ۽ سادي sintering عمل آهي. بهرحال، ان لاءِ اعليٰ معيار جي Si₃N₄ خام مال جي ضرورت آهي ۽ اڪثر ڪري سيرامڪس جي نتيجي ۾ گهٽ کثافت، اهم ڇڪتاڻ، ۽ ٽوڙڻ يا خراب ٿيڻ جي رجحان سان.
3. گرم پريس سينٽرنگ (HP):uniaxial ميڪيڪل پريشر جو استعمال sintering لاءِ ڊرائيونگ فورس وڌائيندو آهي، جنهن سان 100-200 ° C تي گھٽ گرمي پد تي ٿلهي سيرامڪس پيدا ٿيڻ جي اجازت ڏني ويندي آهي، جيڪي بغير دٻاءُ واري سنٽرنگ ۾ استعمال ٿينديون آهن. اهو طريقو عام طور تي نسبتا سادو بلاڪ جي شڪل واري سيرامڪس ٺاهڻ لاء استعمال ڪيو ويندو آهي پر ذيلي مواد جي ٿلهي ۽ شڪل جي گهرج کي پورو ڪرڻ ڏکيو آهي.
4. اسپارڪ پلازما سينٽرنگ (SPS):SPS تيز sintering، اناج کي صاف ڪرڻ، ۽ گھٽ sintering گرمي پد جي خاصيت آهي. جڏهن ته، SPS کي سامان ۾ وڏي سيڙپڪاري جي ضرورت آهي، ۽ SPS ذريعي اعلي حرارتي چالکائي Si₃N₄ سيرامڪس جي تياري اڃا تائين تجرباتي مرحلي ۾ آهي ۽ اڃا تائين صنعتي نه ڪيو ويو آهي.
5. گيس پريشر سنٽرنگ (GPS):گئس جي دٻاء کي لاڳو ڪرڻ سان، هي طريقو سيرامڪ جي ٺهڻ ۽ تيز گرمي تي وزن جي نقصان کي روڪي ٿو. اهو اعلي کثافت سيرامڪس پيدا ڪرڻ آسان آهي ۽ بيچ جي پيداوار کي قابل بنائي ٿو. بهرحال، هڪ واحد قدم گيس-پريشر sintering عمل هڪجهڙائي اندروني ۽ بيروني رنگ ۽ ڍانچي سان ساخت جي اجزاء پيدا ڪرڻ لاء جدوجهد. ٻن قدمن يا گھڻن قدمن واري sintering جي عمل کي استعمال ڪندي خاص طور تي اندروني آڪسيجن جي مواد کي گھٽائي سگھي ٿو، حرارتي چالکائي کي بهتر بڻائي، ۽ مجموعي ملڪيت کي وڌايو.
بهرحال، ٻن قدمن جي گئس-پريشر sintering جي اعلي sintering جي گرمي پد اڳوڻن تحقيق کي خاص طور تي Si₃N₄ سيرامڪ ذيلي ذخيرو تيار ڪرڻ تي ڌيان ڏيڻ جي هدايت ڪئي وئي آهي اعلي حرارتي چالکائي ۽ ڪمري جي گرمي پد جي موڙيندڙ طاقت سان. Si₃N₄ سيرامڪس تي تحقيق جامع مشيني ملڪيتن ۽ اعليٰ درجه حرارت واري مشيني ملڪيتن سان نسبتاً محدود آهي.
Si₃N₄ لاءِ گيس-پريشر ٻه-قدم سنٽرنگ جو طريقو
يانگ زو ۽ چونگ ڪنگ يونيورسٽي آف ٽيڪنالاجي جي ساٿين 5 wt.% Yb₂O₃ + 5 wt.% Al₂O₃ استعمال ڪيو سيرامڪس تيار ڪرڻ لاءِ 5 wt. Si₃N₄ سيرامڪس ٻن قدمن جي sintering جي عمل جي ذريعي پيدا ڪيا ويا آهن اعلي کثافت ۽ بهتر جامع مشيني خاصيتون. هيٺ ڏنل هڪ-قدم ۽ ٻه-قدم گيس-پريشر sintering عملن جي اثرن جو خلاصو بيان ڪري ٿو مائڪرو ساخت ۽ سيرامڪ حصن جي ميخانياتي ملڪيتن تي.
کثافت: Si₃N₄ جي کثافت واري عمل ۾ عام طور تي ٽي مرحلا شامل آهن، مرحلن جي وچ ۾ اوورليپ سان. پهريون مرحلو، ذرات جي ٻيهر ترتيب، ۽ ٻيو مرحلو، تحلیل-ورڻ، کثافت لاءِ سڀ کان وڌيڪ نازڪ مرحلا آهن. انهن مرحلن ۾ ڪافي رد عمل جو وقت نموني جي کثافت کي بهتر بڻائي ٿو. جڏهن ٻن قدمن واري sintering جي عمل لاءِ پري-sintering گرمي پد 1600°C تي مقرر ڪيو وڃي ٿو، β-Si₃N₄ گرين هڪ فريم ورڪ ٺاهي ٿو ۽ بند سوراخ ٺاهي ٿو. پري سنٽرنگ کان پوءِ، وڌيڪ گرمي پد ۽ نائٽروجن پريشر هيٺ مائع-مرحلي جي وهڪري ۽ فلنگ کي فروغ ڏئي ٿو، جيڪو بند ٿيل سوراخن کي ختم ڪرڻ ۾ مدد ڪري ٿو، سي ₃N₄ سيرامڪس جي کثافت کي وڌيڪ بهتر بڻائي ٿو. تنهن ڪري، ٻه-قدم sintering جي عمل جي پيداوار نموني هڪ قدم sintering جي پيداوار جي ڀيٽ ۾ اعلي کثافت ۽ نسبتا کثافت ڏيکاري ٿو.
فيز ۽ مائڪرو اسٽريچر هڪ قدم جي sintering دوران، ذرات جي ٻيهر ترتيب ۽ اناج جي حد جي پکيڙ لاءِ موجود وقت محدود آهي. ٻن قدمن جي sintering جي عمل ۾، پهريون قدم گهٽ درجه حرارت ۽ گهٽ گيس پريشر تي ڪيو ويندو آهي، جيڪو ذرات جي ٻيهر ترتيب واري وقت کي وڌائيندو آهي ۽ نتيجي ۾ وڏو اناج پيدا ٿيندو آهي. ان کان پوءِ گرمي پد کي اعليٰ درجه حرارت واري اسٽيج تي وڌايو ويندو آهي، جتي اناج Ostwald ripening process جي ذريعي وڌندو رهندو آهي، جنهن سان اعليٰ کثافت واري Si₃N₄ سيرامڪس پيدا ٿيندا آهن.
مشيني پراپرٽيز اعليٰ درجه حرارت تي انٽرگرانولر مرحلي جو نرم ٿيڻ طاقت جي گھٽتائي جو بنيادي سبب آهي. هڪ-قدم sintering ۾، غير معمولي اناج جي واڌ اناج جي وچ ۾ ننڍڙا سوراخ پيدا ڪري ٿي، جيڪا تيز گرمي جي طاقت ۾ اهم بهتري کي روڪي ٿي. جڏهن ته، ٻن قدمن جي sintering جي عمل ۾، شيشي جو مرحلو، اناج جي حدن ۾ هڪجهڙائي سان ورهايو ويو آهي، ۽ هڪجهڙائي سان ٺهيل اناج انٽر گرانولر طاقت کي وڌائي ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ اعلي گرمي پد جي موڙيندڙ طاقت آهي.
نتيجي ۾، هڪ قدم sintering دوران ڊگھي رکڻ سان اندروني پورسيٽي کي مؤثر انداز ۾ گھٽائي سگھجي ٿو ۽ يونيفارم اندروني رنگ ۽ ڍانچي حاصل ڪري سگھي ٿي پر اناج جي غير معمولي واڌ جو سبب ٿي سگھي ٿو، جيڪو ڪجھ مشيني خاصيتن کي خراب ڪري ٿو. ٻن قدمن واري سِنٽرنگ جي عمل کي استعمال ڪندي- ذرن جي ٻيهر ترتيب واري وقت کي وڌائڻ لاءِ گھٽ-درجه حرارت واري اڳ-سينٽرنگ کي استعمال ڪندي ۽ يونيفارم اناج جي واڌ کي وڌائڻ لاءِ اعليٰ درجه حرارت رکڻ- هڪ Si₃N₄ سيرامڪ 98.25٪ جي نسبتي کثافت سان، يونيفارم مائڪرو اسٽريچر، ۽ بهترين جامع ملڪيت. ڪاميابي سان تيار ڪري سگهجي ٿو.
| نالو | ذرو | Epitaxial پرت جي جوڙجڪ | epitaxial عمل | epitaxial وچولي |
| Silicon homoepitaxial | Si | Si | واپر فيز ايپيٽيڪسي (VPE) | سي سي ايل4+H2 |
| Silicon heteroepitaxial | سيفائر يا اسپنل | Si | واپر فيز ايپيٽيڪسي (VPE) | SiH₄+H₂ |
| GaAs homoepitaxial | GaAs | GaAs GaAs | واپر فيز ايپيٽيڪسي (VPE) | AsCl₃+Ga+H₂ (Ar) |
| GaAs | GaAs GaAs | ماليڪيولر بيم ايپيٽيڪسي (MBE) | گا + جيئن | |
| GaAs heteroepitaxial | GaAs GaAs | GaAlAs / GaAs / GaAlAs | مائع مرحلو ايپيٽيڪسي (LPE) بخار جو مرحلو (VPE) | Ga+Al+CaAs+H2 Ga+ASH3+ پي ايڇ3+CHl+H2 |
| GaP homoepitaxial | جي پي | GaP(GaP;N) | مائع مرحلو ايپيٽيڪسي (LPE) مائع مرحلو ايپيٽيڪسي (LPE) | Ga+GaP+H2+(اين ايڇ3) Ga+GaAs+GaP+NH3 |
| سُپرلاٽيس | GaAs | GaAlAs / GaAs (سائيڪل) | ماليڪيولر بيم ايپيٽيڪسي (MBE) MOCVD | Ca، As، Al GaR₃+AlR3+AsH3+H2 |
| InP homoepitaxial | ان پي | ان پي | واپر فيز ايپيٽيڪسي (VPE) مائع مرحلو ايپيٽيڪسي (LPE) | PCl3+In+H2 In+InAs+GaAs+InP+H₂ |
| Si/GaAs Epitaxy | Si | GaAs | ماليڪيولر بيم ايپيٽيڪسي (MBE) MOGVD | گا، جيئن GaR₃+ASH₃+H₂ |
پوسٽ جو وقت: ڊسمبر-24-2024