Konzolno veslo od silicijum karbida

Konzolna lopatica od silicijum karbida je visokoperformansna industrijska komponenta zasnovana na tehnologiji reakcijski vezanog SiC (RBSiC). Dizajnirana za teške uslove rada kao što su obrada poluprovodničkih pločica, premazivanje fotonaponskih ćelija i hemijsko taloženje iz pare na visokim temperaturama (CVD). Njena jedinstvena konzolna struktura sa jednim krakom, u kombinaciji sa ekstremnim karakteristikama otpornosti silicijum karbida, i dalje može održati milimetarsku tačnost deformacije u okruženju kontinuirane visoke temperature od 1350℃, postajući revolucionarno rješenje za zamjenu tradicionalnog kvarca, metalnih legura i drugih materijala.

Proboj u materijalu: Inženjerska rekonstrukcija silicijum karbida

1. Mikro čudo procesa reakcijskog sinterovanja

Oko 10-15% slobodne silicijumske faze se formira na granici zrna konzolne lopatice kroz proces reakcijskog sinterovanja silicijumske taline koja prodire u silic predoblik, formirajući trodimenzionalnu strukturu međusobnog povezivanja. Ova mikrostruktura daje mu gustinu od 3.02 g/cm³, poroznost manju od 0.1% i čvrstoću na savijanje do 250 MPa (20 ℃), uz održavanje male težine (40% manje od nehrđajućeg čelika), a istovremeno održava modul elastičnosti od 300 GPa čak i na 1200 ℃.

2. Krajnja ravnoteža termodinamičkih parametara

Koeficijent termičkog širenja (CTE) konzole je precizno kontroliran na 4.5×10-6K-1, što je u velikoj mjeri usklađeno s materijalom premaza LPCVD (hemijsko taloženje iz pare niskog pritiska) opreme kako bi se smanjilo naprezanje na površini uzrokovano termičkom neusklađenošću. Njegova termička provodljivost dostiže 45 W/(m·K) na 1200℃, što može brzo apsorbirati toplinu i izbjeći lokalno pregrijavanje, a zahvaljujući patentiranom dizajnu niza otvora za odvođenje topline, temperaturna razlika nosača pločica je manja od 2℃/m².

Tehnička prednost: Skok iz laboratorije u masovnu proizvodnju

1. Automatski adaptivni dizajn

Područje opterećenja konzolne lopatice usvaja modularnu strukturu prozora (tačnost otvora ±0.05 mm), koja podržava 12-osni sistem hvatanja opremljen pločicama od 150-300 mm i kompatibilan s robotskom rukom. Fiksni krajevi su opremljeni gradijentnom debljinom stijenke (δ₁=8.6 mm do δ₁ 4.8 mm) kako bi se osigurala strukturna krutost i smanjila ukupna težina za 22% u ₃ i ispunili zahtjevi dinamičke stabilnosti kod prijenosa velikim brzinama.

2. Revolucija u kontroli zagađenja

Generisanjem in situ sloja pasivizacije SiO₂ od 2-5 μm na površini, konzolna lopatica u korozivnoj atmosferi koja sadrži Cl₂, HF i taloženje metalnih jona je manje od 0.1 ppb, što je 3 reda veličine niže od materijala od aluminijum oksida. Nakon 1000 ciklusa visokih temperatura, broj površinskih čestica koje otpadaju je uvijek manji od 5 /m2, što ispunjava zahtjeve čistoće klase 10 za proizvodnju poluprovodnika.

Brza detalja:

1. Drugi nazivi: Lopatica za prijenos pločica visoke temperature; RBSiC konzolno vozilo; Obložena konzolna platforma; SiC monolitna konzola.

2. Primjena: 

Proizvodnja poluprovodnika: Transport pločica u difuzijskim pećima, pećima za žarenje, oksidacijskim pećima i drugoj opremi.

Fotonaponski premaz: Podrška za transport pločica TOPCon/HJT ćelija PECVD procesom,

3. Parametri jezgra: Čvrstoća na savijanje je 380 MPa (sobna temperatura) → 280 MPa (1400℃), koeficijent termičkog širenja je 4.2×10⁻⁶/℃, a brzina korozije 40% HF je manja od 0.008 mm/godišnje. Inertna atmosfera 1600℃ kontinuirana upotreba, oksidacijska okolina 1400℃, podrška 1400℃↔25℃ termički šok ciklus 500 puta.

Proizvodnja poluprovodničkih pločica

Stalak za pločice difuzijske peći: U procesu dopiranja fosforom/borom, silicijumska pločica od 300 mm podvrgava se termičkoj obradi od 1250 ℃ / 8 sati, a varijabla oblika je manja od 0.1 mm/m.

Epitaksijalni pladanj za rast: Za MOCVD taloženje SiC epitaksijalnih slojeva, podržavajući nanoskalno pozicioniranje pločica pod vakuumom od 10-6 Torr.

Proizvodnja fotonaponskih ćelija

PERC premazno vozilo: podvrgnuto bombardiranju plazmom na 800℃ u PECVD opremi, vijek trajanja više od 5000 puta duži, 8 puta duži od grafitnih materijala.

TOPCon lasersko sinterovanje: Sa laserskim sistemom sa širinom impulsa od 10ns, tačnost selektivnog poravnanja sinterovanja zadnjeg polikristalnog silicijumskog sloja postiže se sa ±3μm.

1. Subverzivni proboj u svojstvima materijala

Konzolni propeler od silicijum karbida koristi tehnologiju reaktivnog sinterovanja silicijum karbida (RBSiC) i prodire u matricu silicijum karbida kroz talinu silicija kako bi se postigla gusta struktura sa poroznošću < 0.5%. Njegova čvrstoća na savijanje je visoka i do 380 MPa (sobna temperatura), a i dalje održava čvrstoću od 280 MPa na visokoj temperaturi od 1400℃.

2. Stabilnost u ekstremnim okruženjima

Otpornost na visoke temperature: kontinuirana radna temperatura do 1600℃ (inertna atmosfera), kratkotrajna otpornost na trenutno visoke temperature od 1800℃ (kao što je proces laserskog sinterovanja), bez rizika od omekšavanja ili deformacije.

Otpornost na koroziju: Brzina korozije jakih kiselina kao što su HF, HCl i H₂SO₄ < 0.01 mm/godina. Vijek trajanja u CVD reakcijskim komorama koje sadrže Cl₂/O₂ povećan je 5-8 puta u poređenju sa grafitnim materijalima.

Otpornost na termalni udar: Podržava ciklus brze promjene temperature od 1400℃ ↔ 25℃ (ΔT=1375℃), bez pucanja ili gubitka čvrstoće nakon 500 ciklusa.