टँटलम कार्बाइड सिरॅमिक्स - सेमीकंडक्टर आणि एरोस्पेसमधील एक प्रमुख सामग्री.

टँटलम कार्बाइड (TaC)एक अति-उच्च तापमान सिरेमिक सामग्री आहे. अति-उच्च तापमान सिरॅमिक्स (UHTCs) साधारणपणे 3000℃ पेक्षा जास्त वितळणारे बिंदू असलेल्या आणि 2000℃ वरील उच्च-तापमान आणि संक्षारक वातावरणात (जसे की ऑक्सिजन अणू वातावरणात) वापरल्या जाणाऱ्या सिरॅमिक पदार्थांचा संदर्भ घेतात, जसे की ZrC, HfC, TaC, HfB2, HfB2, Zrf.

टँटलम कार्बाइडचा वितळण्याचा बिंदू 3880℃, उच्च कडकपणा (Mohs कठोरता 9-10), तुलनेने उच्च थर्मल चालकता (22 W·m⁻¹·K⁻¹), उच्च लवचिक शक्ती (340–400 MPa), आणि थर्मल विस्ताराचा तुलनेने कमी गुणांक (K¹6⁻60.6). हे उत्कृष्ट थर्मोकेमिकल स्थिरता आणि उत्कृष्ट भौतिक गुणधर्म देखील प्रदर्शित करते आणि ग्रेफाइट आणि C/C कंपोझिटसह चांगली रासायनिक आणि यांत्रिक सुसंगतता आहे. त्यामुळे, एरोस्पेस थर्मल प्रोटेक्शन, सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ, एनर्जी इलेक्ट्रॉनिक्स आणि वैद्यकीय उपकरणांमध्ये TaC कोटिंग्सचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

सेमीकंडक्टर उपकरणांमध्ये अनुप्रयोग

सध्या, सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) द्वारे प्रतिनिधित्व केलेले वाइड-बँडगॅप सेमीकंडक्टर हे मुख्य आर्थिक युद्धक्षेत्रात सेवा देणारे आणि प्रमुख राष्ट्रीय गरजा पूर्ण करणारे धोरणात्मक उद्योग आहेत. तथापि, SiC सेमीकंडक्टर देखील जटिल प्रक्रिया आणि अत्यंत उच्च उपकरणे आवश्यकता असलेले उद्योग आहेत. या प्रक्रियेपैकी, SiC सिंगल-क्रिस्टल तयारी ही संपूर्ण औद्योगिक साखळीतील सर्वात मूलभूत आणि महत्त्वपूर्ण दुवा आहे.

सध्या, SiC क्रिस्टल वाढीसाठी सर्वात सामान्यपणे वापरली जाणारी पद्धत म्हणजे भौतिक वाष्प वाहतूक (PVT) पद्धत. PVT मध्ये, सिलिकॉन कार्बाइड पावडर सीलबंद ग्रोथ चेंबरमध्ये 2300°C पेक्षा जास्त तापमानात आणि इंडक्शन हीटिंगद्वारे व्हॅक्यूम दाब जवळ गरम केली जाते. यामुळे पावडर उदात्त बनते, ज्यामुळे Si, Si₂C आणि SiC₂ सारखे विविध वायू घटक असलेले प्रतिक्रियाशील वायू तयार होतात. ही गॅस-घन प्रतिक्रिया एक SiC एकल-क्रिस्टल प्रतिक्रिया स्त्रोत निर्माण करते. ग्रोथ चेंबरच्या शीर्षस्थानी एक SiC बियाणे क्रिस्टल ठेवलेले आहे. वायू घटकांच्या अतिसंपृक्ततेने चालविलेले, सीड क्रिस्टलमध्ये वाहून नेले जाणारे वायू घटक सीड क्रिस्टलच्या पृष्ठभागावर अणूरीत्या जमा होतात, ते SiC सिंगल क्रिस्टलमध्ये वाढतात.

या प्रक्रियेचे वाढीचे चक्र लांब आहे, ते नियंत्रित करणे कठीण आहे आणि मायक्रोट्यूब आणि समावेशासारख्या दोषांना प्रवण आहे. दोष नियंत्रित करणे महत्वाचे आहे; भट्टीच्या थर्मल फील्डमधील किरकोळ समायोजन किंवा ड्रिफ्ट्स देखील क्रिस्टल वाढ बदलू शकतात किंवा दोष वाढवू शकतात. नंतरचे टप्पे जलद, दाट आणि मोठे क्रिस्टल्स साध्य करण्याचे आव्हान सादर करतात, ज्यासाठी केवळ सैद्धांतिक आणि अभियांत्रिकी प्रगतीच नव्हे तर अधिक अत्याधुनिक थर्मल फील्ड सामग्री देखील आवश्यक आहे.

थर्मल फील्डमधील क्रूसिबल सामग्रीमध्ये प्रामुख्याने ग्रेफाइट आणि सच्छिद्र ग्रेफाइटचा समावेश होतो. तथापि, उच्च तापमानात ग्रेफाइट सहजपणे ऑक्सिडाइझ केले जाते आणि वितळलेल्या धातूंनी गंजले जाते. TaC मध्ये उत्कृष्ट थर्मोकेमिकल स्थिरता आणि उत्कृष्ट भौतिक गुणधर्म आहेत, जे ग्रेफाइटसह उत्तम रासायनिक आणि यांत्रिक सुसंगतता प्रदर्शित करतात. ग्रेफाइट पृष्ठभागावर TaC कोटिंग तयार केल्याने त्याचे ऑक्सिडेशन प्रतिरोध, गंज प्रतिकार, पोशाख प्रतिरोध आणि यांत्रिक गुणधर्म प्रभावीपणे वाढतात. हे विशेषतः MOCVD उपकरणांमध्ये GaN किंवा AlN सिंगल क्रिस्टल्स आणि PVT उपकरणांमध्ये SiC सिंगल क्रिस्टल्स वाढवण्यासाठी योग्य आहे, ज्यामुळे वाढलेल्या सिंगल क्रिस्टल्सच्या गुणवत्तेत लक्षणीय सुधारणा होते.

शिवाय, सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल्स तयार करताना, सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल रिॲक्शन सोर्स सॉलिड-गॅस रिॲक्शनद्वारे व्युत्पन्न झाल्यानंतर, थर्मल फील्ड डिस्ट्रिब्युशननुसार Si/C स्टोइचिओमेट्रिक गुणोत्तर बदलते. डिझाइन केलेल्या थर्मल फील्ड आणि तापमान ग्रेडियंटनुसार गॅस फेज घटकांचे वितरण आणि वाहतूक केले जाते याची खात्री करणे आवश्यक आहे. सच्छिद्र ग्रेफाइटमध्ये अपुरी पारगम्यता असते, ती वाढवण्यासाठी अतिरिक्त छिद्रांची आवश्यकता असते. तथापि, उच्च पारगम्यता असलेल्या सच्छिद्र ग्रेफाइटला प्रक्रिया, पावडर शेडिंग आणि कोरीव काम यासारख्या आव्हानांचा सामना करावा लागतो. सच्छिद्र टँटलम कार्बाइड सिरॅमिक्स गॅस फेज घटक गाळण्याची प्रक्रिया उत्तम प्रकारे साध्य करू शकतात, स्थानिक तापमान ग्रेडियंट समायोजित करू शकतात, सामग्रीच्या प्रवाहाची दिशा निर्देशित करू शकतात आणि गळती नियंत्रित करू शकतात.

कारणTaC कोटिंग्जसिलिकॉन कार्बाइड सेमीकंडक्टर इंडस्ट्री चेनमध्ये H2, HCl आणि NH3 ला उत्कृष्ट ऍसिड आणि अल्कली प्रतिरोध दर्शविते, TaC देखील ग्रेफाइट मॅट्रिक्स सामग्रीचे पूर्णपणे संरक्षण करू शकते आणि MOCVD सारख्या एपिटॅक्सियल प्रक्रियेदरम्यान वाढीचे वातावरण शुद्ध करू शकते.

एरोस्पेस मध्ये अनुप्रयोग

आधुनिक विमाने, जसे की एरोस्पेस वाहने, रॉकेट आणि क्षेपणास्त्रे, उच्च गती, उच्च जोर आणि उच्च उंचीच्या दिशेने विकसित होत असल्याने, अत्यंत परिस्थितीत त्यांच्या पृष्ठभागाच्या सामग्रीच्या उच्च-तापमान प्रतिरोध आणि ऑक्सिडेशन प्रतिकारासाठी आवश्यकता अधिक कठोर होत आहेत. जेव्हा एखादे विमान वातावरणात प्रवेश करते तेव्हा त्याला उच्च उष्णता प्रवाह घनता, उच्च स्थिरता दाब आणि उच्च वायुप्रवाह स्कॉरिंग गती यासारख्या अत्यंत वातावरणाचा सामना करावा लागतो, तसेच ऑक्सिजन, पाण्याची वाफ आणि कार्बन डायऑक्साइड यांच्या प्रतिक्रियांमुळे रासायनिक पृथक्करणाचा सामना करावा लागतो. वातावरणातून विमानाच्या प्रवेशादरम्यान आणि बाहेर पडताना, त्याच्या नाकाचा शंकू आणि पंखांभोवतीची हवा तीव्र दाबाच्या अधीन असते, ज्यामुळे विमानाच्या पृष्ठभागावर महत्त्वपूर्ण घर्षण निर्माण होते, ज्यामुळे ते वायुप्रवाहाने गरम होते. उड्डाण दरम्यान वायुगतिकीय गरम करण्याव्यतिरिक्त, विमानाच्या पृष्ठभागावर सौर विकिरण आणि पर्यावरणीय किरणोत्सर्गाचा देखील परिणाम होतो, ज्यामुळे पृष्ठभागाचे तापमान सतत वाढत असते. या बदलामुळे विमानाच्या सेवा जीवनावर गंभीर परिणाम होऊ शकतो.

TaC हा अति-उच्च तापमान प्रतिरोधक सिरेमिक कुटुंबाचा सदस्य आहे. त्याचा उच्च वितळण्याचा बिंदू आणि उत्कृष्ट थर्मोडायनामिक स्थिरता यामुळे विमानाच्या हॉट-एंड भागांमध्ये, जसे की रॉकेट इंजिन नोझलच्या पृष्ठभागावरील आवरणाचे संरक्षण करण्यासाठी टीएसी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

इतर अनुप्रयोग

कटिंग टूल्स, ॲब्रेसिव्ह मटेरियल, इलेक्ट्रॉनिक मटेरिअल आणि उत्प्रेरकांमध्येही टीएसीकडे मोठ्या प्रमाणात ऍप्लिकेशनची शक्यता आहे. उदाहरणार्थ, सिमेंट कार्बाइडमध्ये TaC जोडल्याने धान्याची वाढ रोखू शकते, कडकपणा वाढू शकतो आणि सेवा आयुष्य सुधारू शकते. TaC मध्ये चांगली विद्युत चालकता असते आणि ते स्टोइचियोमेट्रिक नसलेले संयुगे तयार करू शकतात, ज्याची चालकता रचनानुसार बदलू शकते. हे वैशिष्ट्य इलेक्ट्रॉनिक सामग्रीमधील अनुप्रयोगांसाठी TaC ला एक आशादायक उमेदवार बनवते. TaC च्या उत्प्रेरक डिहायड्रोजनेशन बद्दल, TiC आणि TaC च्या उत्प्रेरक कार्यक्षमतेवरील अभ्यासात असे दिसून आले आहे की कमी तापमानात TaC अक्षरशः कोणतीही उत्प्रेरक क्रिया दर्शवत नाही, परंतु त्याची उत्प्रेरक क्रिया 1000℃ पेक्षा जास्त वाढते. CO च्या उत्प्रेरक कार्यक्षमतेवरील संशोधनातून असे दिसून आले आहे की 300℃ वर, TaC च्या उत्प्रेरक उत्पादनांमध्ये मिथेन, पाणी आणि थोड्या प्रमाणात ऑलेफिन यांचा समावेश होतो.

Semicorex उच्च-गुणवत्तेची ऑफर करतेटँटलम कार्बाइड उत्पादने. आपल्याकडे काही चौकशी असल्यास किंवा अतिरिक्त तपशीलांची आवश्यकता असल्यास, कृपया आमच्याशी संपर्क साधण्यास अजिबात संकोच करू नका.

संपर्क फोन # +86-13567891907

ईमेल: sales@semicorex.com