Κεραμικός δίσκος SiC για φορέα πλακιδίων με αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες
Κεραμικός δίσκος από καρβίδιο του πυριτίου (δίσκος SiC)
Ένα κεραμικό εξάρτημα υψηλής απόδοσης βασισμένο σε υλικό καρβιδίου του πυριτίου (SiC), σχεδιασμένο για προηγμένες βιομηχανικές εφαρμογές όπως η κατασκευή ημιαγωγών και η παραγωγή LED. Οι βασικές του λειτουργίες περιλαμβάνουν τη χρήση του ως φορέας πλακιδίων, πλατφόρμας διεργασίας χάραξης ή υποστήριξης διεργασιών υψηλής θερμοκρασίας, αξιοποιώντας εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και χημική σταθερότητα για να διασφαλιστεί η ομοιομορφία της διεργασίας και η απόδοση του προϊόντος.
Βασικά Χαρακτηριστικά
1. Θερμική Απόδοση
- Υψηλή Θερμική Αγωγιμότητα: 140–300 W/m·K, ξεπερνώντας σημαντικά τον παραδοσιακό γραφίτη (85 W/m·K), επιτρέποντας ταχεία απαγωγή θερμότητας και μειωμένη θερμική καταπόνηση.
- Χαμηλός συντελεστής θερμικής διαστολής: 4,0×10⁻⁶/℃ (25–1000℃), που ταιριάζει απόλυτα με το πυρίτιο (2,6×10⁻⁶/℃), ελαχιστοποιώντας τους κινδύνους θερμικής παραμόρφωσης.
2. Μηχανικές Ιδιότητες
- Υψηλή αντοχή: Αντοχή σε κάμψη ≥320 MPa (20℃), ανθεκτική στη συμπίεση και την κρούση.
- Υψηλή σκληρότητα: Σκληρότητα Mohs 9,5, δεύτερη μόνο μετά το διαμάντι, προσφέροντας ανώτερη αντοχή στη φθορά.
3. Χημική Σταθερότητα
- Αντοχή στη διάβρωση: Ανθεκτικό σε ισχυρά οξέα (π.χ. HF, H₂SO₄), κατάλληλο για περιβάλλοντα διεργασιών χάραξης.
- Μη μαγνητικό: Εγγενής μαγνητική επιδεκτικότητα <1×10⁻⁶ emu/g, αποφεύγοντας παρεμβολές με όργανα ακριβείας.
4. Ακραία ανοχή στο περιβάλλον
- Ανθεκτικότητα σε υψηλές θερμοκρασίες: Μακροπρόθεσμη θερμοκρασία λειτουργίας έως 1600–1900℃, βραχυπρόθεσμη αντοχή έως 2200℃ (περιβάλλον χωρίς οξυγόνο).
- Αντοχή σε θερμικό σοκ: Αντέχει σε απότομες αλλαγές θερμοκρασίας (ΔT >1000℃) χωρίς να ραγίζει.
Εφαρμογές
| Πεδίο εφαρμογής | Συγκεκριμένα Σενάρια | Τεχνική Αξία |
| Κατασκευή ημιαγωγών | Χάραξη πλακιδίων (ICP), εναπόθεση λεπτής μεμβράνης (MOCVD), στίλβωση CMP | Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα εξασφαλίζει ομοιόμορφα πεδία θερμοκρασίας, ενώ η χαμηλή θερμική διαστολή ελαχιστοποιεί τη στρέβλωση των πλακιδίων. |
| Παραγωγή LED | Επιταξιακή ανάπτυξη (π.χ., GaN), κοπή σε κύβους πλακιδίων, συσκευασία | Καταστέλλει πολλαπλά ελαττώματα, ενισχύοντας την φωτεινή απόδοση και τη διάρκεια ζωής των LED. |
| Φωτοβολταϊκή Βιομηχανία | Φούρνοι πυροσυσσωμάτωσης πλακιδίων πυριτίου, στηρίγματα εξοπλισμού PECVD | Η αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και θερμικά σοκ παρατείνει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού. |
| Λέιζερ & Οπτική | Υποστρώματα ψύξης λέιζερ υψηλής ισχύος, υποστηρίγματα οπτικών συστημάτων | Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα επιτρέπει την ταχεία απαγωγή της θερμότητας, σταθεροποιώντας τα οπτικά εξαρτήματα. |
| Αναλυτικά Όργανα | Θήκες δειγμάτων TGA/DSC | Η χαμηλή θερμοχωρητικότητα και η γρήγορη θερμική απόκριση βελτιώνουν την ακρίβεια των μετρήσεων. |
Πλεονεκτήματα Προϊόντος
- Ολοκληρωμένη απόδοση: Η θερμική αγωγιμότητα, η αντοχή και η αντοχή στη διάβρωση υπερβαίνουν κατά πολύ τα κεραμικά αλουμίνας και νιτριδίου του πυριτίου, καλύπτοντας ακραίες λειτουργικές απαιτήσεις.
- Ελαφρύς σχεδιασμός: Πυκνότητα 3,1–3,2 g/cm³ (40% χάλυβα), μειώνοντας το αδρανειακό φορτίο και βελτιώνοντας την ακρίβεια κίνησης.
- Μακροζωία & Αξιοπιστία: Η διάρκεια ζωής υπερβαίνει τα 5 χρόνια στους 1600℃, μειώνοντας τον χρόνο διακοπής λειτουργίας και το λειτουργικό κόστος κατά 30%.
- Προσαρμογή: Υποστηρίζει σύνθετες γεωμετρίες (π.χ. πορώδεις βεντούζες, πολυστρωματικοί δίσκοι) με σφάλμα επιπεδότητας <15 μm για εφαρμογές ακριβείας.
Τεχνικές προδιαγραφές
| Κατηγορία παραμέτρων | Δείκτης |
| Φυσικές Ιδιότητες | |
| Πυκνότητα | ≥3,10 g/cm³ |
| Αντοχή σε κάμψη (20℃) | 320–410 MPa |
| Θερμική αγωγιμότητα (20℃) | 140–300 W/(m·K) |
| Συντελεστής θερμικής διαστολής (25–1000℃) | 4,0×10⁻⁶/℃ |
| Χημικές Ιδιότητες | |
| Αντοχή σε οξύ (HF/H₂SO₄) | Δεν υπάρχει διάβρωση μετά από 24 ώρες εμβάπτισης |
| Ακρίβεια κατεργασίας | |
| Ομαλότητα | ≤15 μm (300×300 mm) |
| Τραχύτητα επιφάνειας (Ra) | ≤0,4 μm |
Υπηρεσίες της XKH
Η XKH παρέχει ολοκληρωμένες βιομηχανικές λύσεις που καλύπτουν την ανάπτυξη κατά παραγγελία, την κατεργασία ακριβείας και τον αυστηρό ποιοτικό έλεγχο. Για την ανάπτυξη κατά παραγγελία, προσφέρει λύσεις υλικών υψηλής καθαρότητας (>99,999%) και πορώδους (30–50% πορώδες), σε συνδυασμό με τρισδιάστατη μοντελοποίηση και προσομοίωση για τη βελτιστοποίηση σύνθετων γεωμετριών για εφαρμογές όπως οι ημιαγωγοί και η αεροδιαστημική. Η κατεργασία ακριβείας ακολουθεί μια απλοποιημένη διαδικασία: επεξεργασία σκόνης → ισοστατική/ξηρή συμπίεση → πυροσυσσωμάτωση 2200°C → λείανση CNC/διαμαντιού → επιθεώρηση, εξασφαλίζοντας στίλβωση σε νανομετρικό επίπεδο και ανοχή διαστάσεων ±0,01 mm. Ο ποιοτικός έλεγχος περιλαμβάνει δοκιμές πλήρους διεργασίας (σύνθεση XRD, μικροδομή SEM, κάμψη 3 σημείων) και τεχνική υποστήριξη (βελτιστοποίηση διεργασιών, διαβούλευση 24/7, παράδοση δειγμάτων 48 ωρών), παρέχοντας αξιόπιστα, υψηλής απόδοσης εξαρτήματα για προηγμένες βιομηχανικές ανάγκες.
Συχνές ερωτήσεις (FAQ)
1. Ε: Ποιες βιομηχανίες χρησιμοποιούν κεραμικούς δίσκους από καρβίδιο του πυριτίου;
Α: Χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή ημιαγωγών (χειρισμός πλακιδίων), στην ηλιακή ενέργεια (διαδικασίες PECVD), στον ιατρικό εξοπλισμό (εξαρτήματα μαγνητικής τομογραφίας) και στην αεροδιαστημική (εξαρτήματα υψηλής θερμοκρασίας) λόγω της εξαιρετικής αντοχής στη θερμότητα και της χημικής σταθερότητάς τους.
2. Ε: Πώς το καρβίδιο του πυριτίου ξεπερνά τους δίσκους από χαλαζία/γυαλί;
Α: Υψηλότερη αντοχή σε θερμικά σοκ (έως 1800°C έναντι 1100°C του χαλαζία), μηδενική μαγνητική παρεμβολή και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής (5+ χρόνια έναντι 6-12 μηνών του χαλαζία).
3. Ε: Μπορούν οι δίσκοι από καρβίδιο του πυριτίου να αντέξουν όξινα περιβάλλοντα;
Α: Ναι. Ανθεκτικά σε HF, H2SO4 και NaOH με διάβρωση <0,01 mm/έτος, γεγονός που τα καθιστά ιδανικά για χημική χάραξη και καθαρισμό πλακιδίων.
4. Ε: Είναι οι δίσκοι από καρβίδιο του πυριτίου συμβατοί με αυτοματισμούς;
Α: Ναι. Σχεδιασμένο για συλλογή κενού και ρομποτικό χειρισμό, με επιπεδότητα επιφάνειας <0,01 mm για την αποφυγή μόλυνσης από σωματίδια σε αυτοματοποιημένα εργοστάσια.
5. Ε: Ποια είναι η σύγκριση κόστους σε σχέση με τα παραδοσιακά υλικά;
Α: Υψηλότερο αρχικό κόστος (3-5 φορές χαλαζίας) αλλά 30-50% χαμηλότερο συνολικό κόστος ιδιοκτησίας (TCO) λόγω εκτεταμένης διάρκειας ζωής, μειωμένου χρόνου διακοπής λειτουργίας και εξοικονόμησης ενέργειας από την ανώτερη θερμική αγωγιμότητα.
