Silicon nitridis (Si₃N₄) ceramicorum, ut ceramicorum structurarum progressus, proprietates optimas possident ut caliditas resistentiae, magnae fortitudinis, altae duritiae, altae duritiei, resistentia serpat, resistentia oxidationis et resistentia induere. Accedit, offerunt bonum scelerisque incursu resistentia, dielectric possessiones, princeps scelerisque conductivity, et excellentes summus frequentia electromagnetica unda transmissio effectus. Hae proprietates praestantes comprehensivae faciunt late adhibitas in componentibus structuralibus, praesertim in aerospace et aliis campis technicis summus.
Attamen Si₃N₄, cum validis covalentibus vinculis mixtus, structuram stabilem habet quae densitatem solidam per solam diffusionem solidam difficilem reddit. Ad subsidia sintering, sintering promovenda, ut oxydi metalli (MgO, CaO, Al₂O₃) et oxydi terrae rarae (Yb₂O₃, Y₂O₃, Lu₂O₃, CeO₂), ad faciliorem densificationem per mechanismum liquidum-phase adduntur.
Nunc, technologia semiconductor globalis technicae artis progressus est ad altiora voltages, ampliores excursus et densitates maiores potentiae. Investigatio in methodos ad fabricandi Si₃N₄ ceramicos ampla est. Articulus hic introducit processus sinteringos qui efficaciter emendant densitatem et comprehensivam proprietates mechanicas ceramicorum nitridis siliconis.
Communia Sintering Methodi Si₃N₄ Ceramics
Comparatio euismod pro Si₃N₄ Ceramics Praeparata diversis methodis Sintering
1. Reactive Sintering (RS);Reactivum sintering primus modus usus est ad ceramicos Si₃N₄ industrialiter praeparandos. Simplex, sumptus-efficax, et formare multiplices figuras capax. Longum tamen est cyclum producere, quod non proficit ad productionem industriae.
2. Impetus Sintering (PLS);Hic est processus simplicissimus et simplicissimus. Tamen requirit summus qualitas materiae rudis Si₃N₄ et saepe fit in ceramicis cum densitate inferiore, imminutione significante, et proclivitas ad resiliendum vel deformandum.
3. Hot-Press Sintering (HP);Applicatio pressionis uniaxialis mechanicae vim impulsionem ad sinteringem auget, densa ceramicorum in temperaturis 100-200°C minora produci sinit quam ea quae in sintering pressa adhibita sunt. Haec methodus typice usus est ad fabricandum ceramicos simplices stipites informes, sed difficile est occurrere crassitudini et figurae requisitis ad materias subiectas.
4. Scintilla Plasma Sintering (SPS);SPS notatur celeriter sintering, frumenti elegantiam, et sintering temperaturas deminuta. Autem, SPS requirit notabilem investment in apparatu, et praeparatio magnarum scelerisque conductivity Si₃N₄ ceramicorum per SPS adhuc in scaena experimentali adhuc est et nondum industriae factae sunt.
5. Gas-Pressure Sintering (GPS);Applicando gas pressionem, haec methodus vetat compositionem ceramicam et pondus damnum in calidis temperaturis. Facilius est altam densitatem ceramicam producere et massam productionem facere. Sed unus gradus gas- pressus processus sintering nititur ad componentes structuras producere cum colore interno et externo uniformi et structura. Duo-gradus vel multi-gradus sintering usus significanter potest reducere contenta oxygeni intergranulares, emendare conductivity scelerisque, et altiore proprietatibus augere.
Nihilominus alta sintering temperatura duorum graduum gas- pressionis sintering priorem investigationem ad umbilicum maxime induxit ut substrationes ceramicae Si₃N₄ praepararet cum magna conductivity et cella-temperatus inflexionis virium. Investigatio de Si₃N₄ ceramicis cum proprietatibus mechanicis comprehensivis et proprietatibus mechanicis summus temperatus est relative limitatus.
Gas-Pressura Duo-Step Sintering Methodus ad Si.N
Yang Zhou et collegae e Chongqing Universitatis Technologiae systemate ope 5 wr.% Yb₂O₃ + 5 wt usus est.% Al₂O₃ ad Si₃N₄ ceramicos parandos utentes utrumque unum gradum et duos gradus gas- pressuris sintering processuum ad MDCCC°C. Si₃N₄ ceramici a duobus gradibus sintering producti altiorem densitatem et proprietates mechanicas melius comprehensores habebant. Sequens summat effectus unius gradus et duo gradus gas- pressionis sintering processuum in microstructura et proprietatibus mechanicis partium Si₃N₄ ceramicae.
Densitas Processus densificationis Si₃N₄ typice tres gradus involvit, cum aliudque inter gradus. Primus gradus, particula ordinatio, et secundus gradus, dissolutio praecipitatio, maxime critici sunt gradus densationis. Satis temporis reactionis in his gradationibus significanter densitatem exempli amplificat. Cum temperatura prae-sentit ad duos gradus sintering processus positus ad 1600°C, β-Si₃N₄ grana compagem formant et poros clausos efficiunt. Post prae-sinterationem, ulteriorem calefactionem sub caliditate et nitrogenis pressionis liquorem-phasmatis fluxum et impletionem promovet, quae adiuvat poros clausis exclusis, densitatem Si₃N₄ ceramicorum adhuc augens. Ergo exempla quae a duobus gradatim sintering producuntur ostendunt maiorem densitatem et densitatem relativam quam illa quae ab uno passu sintering producuntur.
Phase et Microstructura In uno passu sintering, tempus praesto est particulae permutationis et diffusionis frumenti terminus limitatur. In duobus gradibus sintering processu, primus gradus ad depressionem et depressionem gas pressionis agetur, quae particulam ordinandi temporis extendit et in maioribus granis consequitur. Temperatura tunc augetur ad scaena summus temperatus, ubi grana per maturitatem Ostwald crescunt, summus densitatis Si₃N₄ ceramics cedens.
Mechanica Proprietates Mollitio Phase intergranulares in calidis temperaturis prima est ratio redactae virium. In uno-gradu sintering, abnormis incrementum granum parvum poros inter grana gignit, quod significat incrementum in summus temperaturae virium impedit. Autem, in duobus-gradus sintering processum, vitreum Phase, uniformiter in granorum finibus distributa, et granis aequaliter magnitudine intergranulares vires augent, unde in superiori summae temperaturae vires tendentes.
Demum, continuata custodia in uno gradu sintering porositatem internam efficaciter minuere potest et consequi uniformem colorem et structuram internam, sed ad incrementum grani abnormes ducere, quod quasdam proprietates mechanicas detrahit. Adhibendo duplicem gradum sintering processum, utendo humilis temperaturae prae-insertans ad extendendam particulam temporis ordinationem et altam temperaturam tenentem ad promovendum incrementum uniforme grani - a Si₃N₄ ceramico cum densitate relativa 98,25%, microstructura uniformi, ac proprietates mechanicas optimas comprehensivae. bene parari potest.
| Nomen | Substratum | Tabula compositionis epitaxialis | Processus epitaxialis | Epitaxial medium |
| Pii homoepitaxialis | Si | Si | Vapor Phase Epitaxy (VPE) | Sicl4+H2 |
| Silicon heteroepitaxial | Sapphirus vel spinel | Si | Vapor Phase Epitaxy (VPE) | SiH₄+H₂ |
| Gaas homoepitaxial | GaAs | GaAs GaAs | Vapor Phase Epitaxy (VPE) | AsCl₃+Ga+H₂ (Ar) |
| GaAs | GaAs GaAs | Deam hypotheticam Epitaxy (MBE) | Ga+As | |
| Gaas heteroepitaxial | GaAs GaAs | GaAlAs/Gaas/GaAlAs | Liquid Phase Epitaxy (LPE) Vapor Phase (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 (cyclus) | Deam hypotheticam Epitaxy (MBE) MOCVD | Ca, ut, 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 | Deam hypotheticam Epitaxy (MBE) MOGVD | Ga、As GaR₃+AsH₃+H₂ |
Post tempus: Dec-24-2024