Ko nga karamu Silicon nitride (Si₃N₄), he mea tino pai rawa atu nga taonga penei i te parenga teitei o te pāmahana, te kaha teitei, te uaua teitei, te pakeke teitei, te ngokingoki, te aukati waikura, me te mau kakahu. I tua atu, ka tukuna e ratou te pai o te awangawanga o te waiariki, nga taonga dielectric, te kaha o te waiariki, me te pai o nga mahi tuku ngaru hiko hiko. Ko enei taonga matawhānui e tino whakamahia ana i roto i nga waahanga hanganga uaua, ina koa i roto i te aerospace me etahi atu mara hangarau tiketike.
Heoi ano, ko te Si₃N₄, he puhui me nga here kovalent kaha, he anga pumau e whakararu ai te sintering ki te kiato teitei na roto i te whakamaaramatanga o te ahua totoka anake. Hei whakatairanga i te whakahiato, ka taapirihia nga awhina whakauru, penei i te waikura whakarewa (MgO, CaO, Al₂O₃) me nga waikura whenua onge (Yb₂O₃, Y₂O₃, Lu₂O₃, CeO₂), ka taapirihia kia pai ai te whakamaaramatanga ma te miihini wai-waahanga.
I tenei wa, kei te anga whakamua te hangarau taputapu semiconductor o te ao ki nga ngaohiko teitei ake, nga ia nui ake, me te nui ake o te kaha. He nui te rangahau mo nga tikanga mo te hanga karamu Si₃N₄. Ko tenei tuhinga e whakaatu ana i nga tikanga whakahiato e pai ake ai te kiato me nga ahuatanga miihini matawhānui o nga karamu nitride silicon.
Nga Tikanga Waituhi Mo Nga Karaima Si₃N₄
Te Whakatauritenga o te Mahinga mo te Si₃N₄ Ceramics Kua Whakaritea e nga Tikanga Sintering rereke.
1. Tauhohenga Sintering (RS):Ko te whakakorikori tauhohenga te tikanga tuatahi i whakamahia hei whakarite i nga mahi ahumahi Si₃N₄. He maamaa, he utu utu, he kaha ki te hanga ahua uaua. Engari, he roa te huringa whakaputa, kaore i te pai ki te hanga ahumahi-tauine.
2. Te Hiko Kore Pehe (PLS):Ko tenei te tino tikanga me te ngawari o te mahi sintering. Heoi, me whai rawa Si₃N₄ te kounga teitei, a, he maha nga wa ka puta mai nga karamu he iti ake te kiato, he nui te whakaheke, me te anga ki te kapiti, ki te rereke ranei.
3. Waituhi-Hoa (HP):Ko te tono o te pehanga miihini uniaxial ka whakanui ake i te kaha taraiwa mo te whakahiato, ka taea te whakaputa i nga karamu matotoru i te mahana 100-200°C iti iho i era e whakamahia ana i roto i te raima koretake. Ka whakamahia tenei tikanga mo te hanga i nga karamu ahua paraka ngawari engari he uaua ki te whakatutuki i nga whakaritenga matotoru me te hanga mo nga rawa taputapu.
4. Sinter Plasma Sintering (SPS):Ko te ahua o te SPS ko te tere tere, te whakamahine i te witi, me te whakaiti i te mahana o te sintering. Heoi, me nui te haumi a te SPS ki nga taputapu, a, ko te whakaritenga o te kawe waiariki teitei o te Si₃N₄ ceramics ma te SPS kei roto tonu i te waahanga whakamatautau, kaore ano kia mahihia.
5. Waihanga-Press Sintering (GPS):Ma te whakamahi i te pehanga hau, ka aukati tenei tikanga i te pirau uku me te paheketanga o te taumaha i te pāmahana teitei. He ngawari ake te whakaputa i nga karamu kiato tiketike, ka taea ai te hanga puranga. Heoi ano, ko te mahi kotahi-taahiraa hau-pēhanga sintering e uaua ana ki te whakaputa i nga waahanga hanganga me te tae o roto, o waho me te hanganga. Ma te whakamahi i nga mahi e rua-taahiraa, maha-taahiraa ranei, ka taea te whakaiti i te ihirangi hāora intergranular, te whakapai ake i te kawe waiariki, me te whakarei ake i nga taonga katoa.
Heoi, na te teitei o te wera o te hau-pēhanga e rua-taahiraa i te rangahau o mua ki te aro nui ki te whakarite i nga taputapu uku Si₃N₄ me te kawe wera wera me te kaha piko o te rūma-mahana. Ko te rangahau mo nga karamu Si₃N₄ me nga ahuatanga miihini matawhānui me nga taonga miihini teitei-nui he iti noa.
Tikanga Waihanga-Tua-Waahi mo te Si₃N₄
I whakamahia e Yang Zhou me nga hoa mahi mai i te Whare Wananga o Chongqing tetahi punaha awhina sintering o te 5 wt.% Yb₂O₃ + 5 wt.% Al₂O₃ ki te whakarite i te Si₃N₄ ceramics ma te whakamahi i nga tukanga hau-pressure sintering kotahi-taahiraa me te rua-taahiraa i te 1800°C. Ko nga karamu Si₃N₄ i hangaia e te tukanga whakahiato e rua-taahiraa he teitei ake te kiato me te pai ake o nga taonga miihini matawhānui. Ko nga mea e whai ake nei ka whakarapopoto i nga paanga o nga mahi whakahiato hau-a-waahi me te rua-taahiraa i runga i te hangahanga moroiti me nga ahuatanga miihini o nga waahanga uku Si₃N₄.
Te Kiato E toru nga wahanga o te tikanga kiato o Si₃N₄, me te inaki i waenga i nga wahanga. Ko te waahanga tuatahi, ko te whakatikatika matūriki, ko te waahanga tuarua, ko te rerenga-rerenga, ko nga waahanga tino nui mo te whakamaarama. Ko te wa tauhohenga i enei wahanga ka tino pai ake te kiato tauira. I te wa e tautuhia ana te waahi o mua o te waahi mo te waahi e rua-taahiraa ki te 1600 ° C, ka hangaia e nga karepe β-Si₃N₄ he anga me te hanga pores kati. I muri i te waahi o mua, ko te whakamahana ake i raro i te wera nui me te hauota hauota e whakatairanga ana i te rere o te wai-waahanga me te whakakii, e awhina ana ki te whakakore i nga pores kati, me te whakapai ake i te kiato o te Si₃N₄ ceramics. Na reira, ko nga tauira i puta mai i te tukanga whakahiato e rua-taahiraa e whakaatu ana he teitei ake te kiato me te kiato whanaunga atu i era i mahia e te waahi-taahiraa kotahi.
Te Waahanga me te Hangangaiti I te wa kotahi-taahiraa, he iti te wa e waatea ana mo te whakatikatika matūriki me te horahanga rohenga witi. I roto i te tukanga tuitui e rua-taahiraa, ka whakahaerehia te taahiraa tuatahi i te iti o te pāmahana me te iti o te pehanga hau, e whakawhānui ana i te wa whakatikatika matūriki me te hua ka nui ake te witi. Ka piki ake te pāmahana ki te waahi teitei-nui, kei te tipu tonu nga karepe i roto i te tukanga o te maoa o Ostwald, ka puta mai nga karaera Si₃N₄ teitei.
Nga Taonga Miihini Ko te whakangohengohe o te wahanga intergranular i nga wera teitei te take tuatahi mo te kaha whakaheke. I roto i te waahi kotahi-taahiraa, ko te tipu o te witi rereke ka hangaia he pore iti i waenga i nga kakano, ka aukati i te whakapai ake i te kaha o te wera nui. Heoi, i roto i te tukanga sintering e rua-taahiraa, ko te wahanga karaihe, kua tohatoha rite ki nga rohe o te witi, me nga kakano riterite te rahi ka whakarei ake i te kaha intergranular, ka hua ake te kaha piko o te pāmahana teitei.
Hei mutunga, ko te pupuri roa i te wa kotahi-taahiraa ka taea te whakaiti i te porosity o roto me te eke ki te tae o roto me te hanganga engari tera pea ka tupu te tipu o te witi, ka whakaheke i etahi ahuatanga miihini. Na roto i te whakamahi i nga mahi e rua-taahiraa—ma te whakamahi i te wera iti i mua i te whakahiato ki te whakaroa i te wa whakatikatika matūriki me te pupuri i te pāmahana teitei hei whakatairanga i te tipu o te witi—he Si₃N₄ ceramic me te 98.25%, te hangahanga moroiti, me nga taonga miihini tino pai. ka taea te whakarite pai.
| Ingoa | Te papanga | Te hanganga paparanga epitaxial | Te tukanga epitaxial | Waenga epitaxial |
| Silicon homepitaxial | Si | Si | Korehu Wāhanga Epitaxy (VPE) | SiCl4+H2 |
| Silicon heteroepitaxial | Sapphire or spinel | Si | Korehu Wāhanga Epitaxy (VPE) | SiH₄+H₂ |
| GaAs homoepitaxial | GaAs | GaAs GaAs | Korehu Wāhanga Epitaxy (VPE) | AsCl₃+Ga+H₂ (Ar) |
| GaAs | GaAs GaAs | Epitaxy Kurupae Molecular (MBE) | Ga+As | |
| GaAs heteroepitaxial | GaAs GaAs | GaAlAs/GaAs/GaAlAs | Wāhanga Wāhanga Epitaxy (LPE) Wāhanga Kohu (VPE) | Ga+Al+CaAs+ H2 Ga+AsH3+PH3+CHl+H2 |
| GaP homoepitaxial | GaP | GaP(GaP;N) | Wāhanga Wāhanga Epitaxy (LPE) Wāhanga Wāhanga Epitaxy (LPE) | Ga+GaP+H2+(NH3) Ga+GaAs+GaP+NH3 |
| Whakawhitiwhiti | GaAs | GaAlAs/GaAs (huringa) | Epitaxy Kurupae Molecular (MBE) MOCVD | Ca,Kai,Al GaR₃+AlR3+AsH3+H2 |
| InP homoepitaxial | InP | InP | Korehu Wāhanga Epitaxy (VPE) Wāhanga Wāhanga Epitaxy (LPE) | PCl3+I+H2 In+InAs+GaAs+InP+H₂ |
| Si/GaAs Epitaxy | Si | GaAs | Epitaxy Kurupae Molecular (MBE) MOGVD | Ka rite GaR₃+AsH₃+H₂ |
Wā tuku: Tihema-24-2024