Ny seramika silikon nitride (Si₃N₄), toy ny seramika ara-drafitra mandroso, dia manana toetra tsara toy ny fanoherana ny mari-pana ambony, ny tanjaka avo, ny henjana avo, ny hamafin'ny avo, ny fanoherana ny creep, ny fanoherana ny oxidation ary ny fanoherana ny akanjo. Ankoatr'izay, izy ireo dia manolotra fanoherana mahery vaika amin'ny hafanana, fananana dielectric, conductivity mafana avo, ary fampitana onja elektromagnetika avo lenta. Ireo fananana feno miavaka ireo dia mahatonga azy ireo ampiasaina betsaka amin'ny singa ara-drafitra be pitsiny, indrindra amin'ny aerospace sy ny sehatra teknolojia avo lenta.
Na izany aza, ny Si₃N₄, izay fitambarana misy fatorana covalent matanjaka, dia manana rafitra tsy miovaova izay mahatonga ny sintering amin'ny hakitroky avo lenta amin'ny alàlan'ny diffusion solid-state irery. Mba hampiroboroboana ny sintering, ny fanampiana sintering, toy ny oxides metaly (MgO, CaO, Al₂O₃) sy ny oxides tany tsy fahita firy (Yb₂O₃, Y₂O₃, Lu₂O₃, CeO₂), dia ampiana mba hanamorana ny fanamafisam-peo amin'ny alàlan'ny mekanika sintering amin'ny ranon-javatra.
Amin'izao fotoana izao, ny teknolojian'ny fitaovana semiconductor eran-tany dia mandroso mankany amin'ny voltora avo kokoa, ny tondra-drano lehibe kokoa ary ny hakitroky ny herinaratra. Betsaka ny fikarohana momba ny fomba fanamboarana seramika Si₃N₄. Ity lahatsoratra ity dia manolotra dingana sintering izay manatsara ny hakitroky sy ny toetra mekanika feno amin'ny seramika nitride silisiôma.
Fomba fanao mahazatra ho an'ny seramika Si₃N₄
Fampitahana ny fampisehoana ho an'ny seramika Si₃N₄ nomanina tamin'ny fomba fanaovana sintetika samihafa
1. Sintering Reactive (RS):Ny sintering mihetsiketsika no fomba voalohany nampiasaina tamin'ny fanamboarana seramika Si₃N₄. Tsotra izy io, tsy misy vidiny, ary afaka mamorona endrika sarotra. Na izany aza, manana tsingerina famokarana lava izy io, izay tsy mety amin'ny famokarana indostrialy.
2. Sintering tsy misy fanerena (PLS):Ity no dingana sintering fototra sy tsotra indrindra. Na izany aza, mitaky akora Si₃N₄ avo lenta izy io ary matetika miteraka seramika manana hakitroky ambany kokoa, fihenam-bidy lehibe, ary fironana hikorontana na hikorontana.
3. Hot-Press Sintering (HP):Ny fampiharana ny fanerena mekanika uniaxial dia mampitombo ny hery enti-mitondra amin'ny sintering, mamela ny famokarana seramika matevina amin'ny mari-pana 100-200 ° C ambany kokoa noho ny ampiasaina amin'ny sintering tsy misy tsindry. Ity fomba ity dia matetika ampiasaina amin'ny fanamboarana seramika miendrika sakana tsotra nefa sarotra ny mahafeno ny fepetra takian'ny hateviny sy ny endrika ho an'ny fitaovana substrate.
4. Sinter Plasma Spark (SPS):Ny SPS dia miavaka amin'ny sintering haingana, fanatsarana ny voa, ary ny fihenan'ny mari-pana amin'ny sintering. Na izany aza, ny SPS dia mitaky fampiasam-bola lehibe amin'ny fitaovana, ary ny fanomanana ny seramika Si₃N₄ avo lenta amin'ny alàlan'ny SPS dia mbola eo amin'ny sehatra andrana ary mbola tsy vita indostrialy.
5. Gas-Pressure Sintering (GPS):Amin'ny fampiharana ny fanerena entona, ity fomba ity dia manakana ny fanimbana seramika sy ny fahaverezan'ny lanja amin'ny hafanana avo. Mora kokoa ny mamokatra seramika avo lenta ary mamela ny famokarana batch. Na izany aza, ny dingana tokana fanerena fanerena entona sintering miady amin'ny famokarana singa ara-drafitra miaraka amin'ny anatiny sy ivelany loko sy rafitra mitovy. Ny fampiasana dingana roa na dingana maromaro amin'ny sintering dia afaka mampihena be ny votoatin'ny oksizenina intergranular, manatsara ny conductivity mafana ary manatsara ny fananana ankapobeny.
Na izany aza, ny hafanan'ny sintering avo lenta amin'ny sinterina fanerena entona dingana roa dia nitarika ny fikarohana teo aloha mba hifantoka indrindra amin'ny fanomanana ny substrate seramika Si₃N₄ miaraka amin'ny conductivity mafana sy ny tanjaky ny mari-pana amin'ny efitrano. Ny fikarohana momba ny seramika Si₃N₄ manana toetra mekanika feno sy toetra mekanika avo lenta dia voafetra ihany.
Fomba fanasivanana dingana roa amin'ny entona ho an'ny Si₃N₄
I Yang Zhou sy ireo mpiara-miasa ao amin'ny Oniversiten'ny Teknolojia Chongqing dia nampiasa rafitra fanampiana sintering 5 wt.% Yb₂O₃ + 5 wt.% Al₂O₃ mba hanomanana seramika Si₃N₄ amin'ny fampiasana sintetika fanerena entona dingana iray sy dingana roa amin'ny 1800°C. Ny seramika Si₃N₄ novokarin'ny dingan'ny sintering dingana roa dia nanana hakitroky ambony kokoa sy fananana mekanika feno kokoa. Ity manaraka ity dia mamintina ny vokatry ny dingana iray sy dingana roa amin'ny fanerena entona sintering amin'ny microstructure sy ny toetra mekanika amin'ny singa seramika Si₃N₄.
Density Ny dingan'ny fanamafisan'ny Si₃N₄ matetika dia misy dingana telo, ary mifanindry eo amin'ireo dingana. Ny dingana voalohany, ny fanovana ny singa, ary ny dingana faharoa, ny famongorana ny rotsak'orana, no dingana manan-danja indrindra amin'ny fanamafisana. Manatsara be ny hamafin'ny santionany ny fotoana fihetsiketsehana ampy amin'ireo dingana ireo. Rehefa napetraka amin'ny 1600 ° C ny mari-pana mialoha ny sintering ho an'ny dingana roa amin'ny sintering, ny voa β-Si₃N₄ dia mamorona rafitra ary mamorona pores mihidy. Aorian'ny fametahana mialoha, ny hafanana bebe kokoa eo ambanin'ny mari-pana ambony sy ny tsindry azota dia mampiroborobo ny fikorianan'ny tsiranoka sy ny famenoana, izay manampy amin'ny fanafoanana ny pores mihidy, manatsara kokoa ny hakitroky ny seramika Si₃N₄. Noho izany, ny santionany novokarina tamin'ny dingana roa-dingana sintering dia mampiseho ny hakitroky ambony kokoa sy ny hakitroky ny havany noho ny novokarin'ny dingana iray sintering.
Phase sy microstructure Mandritra ny sintering dingana iray dia voafetra ny fotoana azo anaovana ny fandrindrana ny poti sy ny fanaparitahana ny sisin-tany. Ao amin'ny dingan'ny sintering dingana roa, ny dingana voalohany dia atao amin'ny mari-pana ambany sy ny fanerena entona ambany, izay manitatra ny fotoana fanovana ny singa ary miteraka voa lehibe kokoa. Ampitomboina amin'ny ambaratonga ambony ny mari-pana avy eo, izay itomboan'ny voamaina amin'ny alalan'ny fizotry ny fahamasahan'i Ostwald, ka miteraka seramika Si₃N₄ avo lenta.
Toetra mekanika Ny fanalefahana ny dingan'ny intergranular amin'ny hafanana avo no antony voalohany hampihenana ny tanjaka. Amin'ny sintering dingana iray, ny fitomboan'ny voa tsy ara-dalàna dia miteraka pores kely eo anelanelan'ny voa, izay manakana ny fanatsarana lehibe amin'ny tanjaky ny hafanana. Na izany aza, ao amin'ny dingana roa-dingana sintering, ny vera dingana, zaraina mitovy amin'ny sisin-tany voamadinika, ary ny voamadinika mitovy habe mampitombo ny intergranular tanjaky ny hafanana ambony kokoa hery miondrika.
Ho fehin-kevitra, ny fitazonana maharitra mandritra ny sintering dingana iray dia mety hampihena ny porosity anatiny ary hahatratra ny loko sy ny rafitra anatiny mitovitovy nefa mety hitarika amin'ny fitomboan'ny voa tsy ara-dalàna, izay manimba ny toetra mekanika sasany. Amin'ny alalan'ny fampiasana dingana roa sintering - mampiasa ny mari-pana ambany alohan'ny sinterina hanitarana ny fotoana fanovana ny poti sy ny fihazonana hafanana avo mba hampiroboroboana ny fitomboan'ny voa - seramika Si₃N₄ miaraka amin'ny hakitroky ny 98.25%, microstructure mitovitovy, ary fananana mekanika feno. azo omanina tsara.
| Anarana | substrate | Famoronana sosona epitaxial | Epitaxial dingana | Epitaxial medium |
| Silicon homoepitaxial | Si | Si | Vapor Phase Epitaxy (VPE) | SiCl4+H2 |
| Silicon heteroepitaxial | Safira na spinel | Si | Vapor Phase Epitaxy (VPE) | SiH₄+H₂ |
| GaAs homoepitaxial | GaAs | GaAs GaAs | Vapor Phase Epitaxy (VPE) | AsCl₃+Ga+H₂ (Ar) |
| GaAs | GaAs GaAs | Molecular Beam Epitaxy (MBE) | Ga+As | |
| GaAs heteroepitaxial | GaAs GaAs | GaAlAs/GaAs/GaAlAs | Liquid Phase Epitaxy (LPE) Fasa etona (VPE) | Ga+Al+CaAs+ H2 Ga+AsH3+PH3+CHl+H2 |
| GaP homoepitaxial | GaP | GaP(GaP;N) | Liquid Phase Epitaxy (LPE) Liquid Phase Epitaxy (LPE) | Ga+GaP+H2+(NH3) Ga+GaAs+GaP+NH3 |
| Superlattice | GaAs | GaAlAs/GaAs (cycle) | Molecular Beam Epitaxy (MBE) MOCVD | Ca, As, Al GaR₃+AlR3+AsH3+H2 |
| InP homoepitaxial | InP | InP | Vapor Phase Epitaxy (VPE) Liquid Phase Epitaxy (LPE) | PCl3+In+H2 In+InAs+GaAs+InP+H₂ |
| Si/GaAs Epitaxy | Si | GaAs | Molecular Beam Epitaxy (MBE) MOGVD | Ga, As GaR₃+AsH₃+H₂ |
Fotoana fandefasana: Dec-24-2024