Тантал карбид керамика - клучен материјал во полупроводниците и воздушната.

Тантал карбид (TaC)е керамички материјал со ултра висока температура. Керамиката со ултра висока температура (UHTC) генерално се однесува на керамички материјали со точки на топење кои надминуваат 3000℃ и се користат во средини со висока температура и корозивни (како што се околини со атом на кислород) над 2000℃, како што се ZrC, HfC, TaC, HfB2, HfN2.

Тантал карбидот има точка на топење до 3880℃, висока цврстина (тврдост на Mohs 9–10), релативно висока топлинска спроводливост (22 W·m-1·K-1), висока јакост на свиткување (340–400 MPa) и релативно низок коефициент на термичка експанзија 6⁶ 6 × 1. K-1). Исто така, покажува одлична термохемиска стабилност и супериорни физички својства и има добра хемиска и механичка компатибилност со графит и C/C композити. Затоа, TaC облогите се широко користени во воздушната термичка заштита, растот на еден кристал, енергетската електроника и медицинските уреди.

Примени во полупроводничка опрема

Во моментов, полупроводниците со широк опсег, претставени со силициум карбид (SiC), се стратешка индустрија која служи на главното економско бојно поле и ги задоволува главните национални потреби. Сепак, SiC полупроводниците се исто така индустрија со сложени процеси и екстремно високи барања за опрема. Меѓу овие процеси, подготовката на еднокристалот на SiC е најфундаменталната и најклучната алка во целиот индустриски синџир.

Во моментов, најчесто користен метод за раст на кристалите на SiC е методот за транспорт на физичка пареа (PVT). Во PVT, силициум карбид во прав се загрева во запечатена комора за раст на температури над 2300°C и речиси вакуумски притисок преку индукциско загревање. Ова предизвикува сублимирање на прашокот, генерирајќи реактивен гас кој содржи различни гасовити компоненти како што се Si, Si2C и SiC2. Оваа реакција гас-цврста генерира извор на реакција со еден кристал на SiC. Семенски кристал SiC се поставува на врвот на комората за раст. Поттикнати од презаситеноста на гасовитите компоненти, гасните компоненти транспортирани до семениот кристал атомски се депонираат на површината на семениот кристал, прераснувајќи во еден кристал SiC.

Овој процес има долг циклус на раст, тешко е да се контролира и е подложен на дефекти како што се микроцевки и инклузии. Контролирањето на дефектите е од клучно значење; дури и мали прилагодувања или наноси во термичкото поле на печката може да го променат растот на кристалите или да ги зголемат дефектите. Подоцнежните фази го претставуваат предизвикот за постигнување побрзи, подебели и поголеми кристали, кои бараат не само теоретски и инженерски напредок, туку и пософистицирани материјали за топлинско поле.

Материјалите за садници во термичкото поле првенствено вклучуваат графит и порозен графит. Сепак, графитот лесно се оксидира на високи температури и се кородира од стопените метали. TaC поседува одлична термохемиска стабилност и супериорни физички својства, покажувајќи добра хемиска и механичка компатибилност со графитот. Подготовката на TaC облога на површината на графитот ефикасно ја подобрува нејзината отпорност на оксидација, отпорност на корозија, отпорност на абење и механички својства. Тој е особено погоден за одгледување на единечни кристали GaN или AlN во опремата MOCVD и SiC единечни кристали во PVT опрема, што значително го подобрува квалитетот на одгледуваните единечни кристали.

Понатаму, за време на подготовката на единечни кристали од силициум карбид, откако ќе се генерира изворот на реакција на силициум карбид со еднокристал преку реакција на цврст гас, стехиометрискиот однос Si/C варира со дистрибуцијата на топлинското поле. Потребно е да се осигура дека компонентите на гасната фаза се дистрибуираат и транспортираат според дизајнираното термичко поле и температурен градиент. Порозниот графит има недоволна пропустливост, што бара дополнителни пори за да се зголеми. Сепак, порозниот графит со висока пропустливост се соочува со предизвици како што се обработка, фрлање прашок и офорт. Порозната керамика со тантал карбид може подобро да постигне филтрација на компонентата во гасна фаза, да ги прилагоди локалните температурни градиенти, да ја води насоката на протокот на материјалот и да го контролира истекувањето.

БидејќиTaC облогипокажуваат одлична отпорност на киселина и алкали на H2, HCl и NH3, во синџирот на индустријата за полупроводнички силициум карбид, TaC може целосно да го заштити материјалот од графитната матрица и да ја прочисти околината за раст за време на епитаксијалните процеси како што е MOCVD.

Апликации во воздушната

Како што модерните авиони, како што се воздушните возила, ракетите и проектилите, се развиваат кон голема брзина, голем потисок и голема надморска височина, барањата за отпорност на висока температура и отпорност на оксидација на нивните површински материјали под екстремни услови стануваат сè построги. Кога авионот влегува во атмосферата, се соочува со екстремни средини како што се висока густина на топлински флукс, висок притисок на стагнација и голема брзина на чистење на протокот на воздух, додека исто така се соочува со хемиска аблација поради реакции со кислород, водена пареа и јаглерод диоксид. За време на влегувањето и излегувањето на авион од атмосферата, воздухот околу носот и крилата е подложен на интензивна компресија, генерирајќи значително триење со површината на авионот, предизвикувајќи го да се загрева со проток на воздух. Покрај аеродинамичкото загревање за време на летот, на површината на авионот влијае и сончевото зрачење и зрачењето на животната средина, што предизвикува постојано зголемување на температурата на површината. Оваа промена може сериозно да влијае на работниот век на авионот.

TaC е член на семејството керамика отпорни на ултра високи температури. Неговата висока точка на топење и одличната термодинамичка стабилност го прават TaC широко користен во жешките делови на авионите, како што е заштитата на површинската обвивка на прскалките на ракетниот мотор.

Други апликации

TaC, исто така, има широки можности за примена во алати за сечење, абразивни материјали, електронски материјали и катализатори. На пример, додавањето TaC на цементиран карбид може да го инхибира растот на зрната, да ја зголеми тврдоста и да го подобри работниот век. TaC поседува добра електрична спроводливост и може да формира нестехиометриски соединенија, при што спроводливоста варира во зависност од составот. Оваа карактеристика го прави TaC ветувачки кандидат за апликации во електронски материјали. Што се однесува до каталитичката дехидрогенизација на TaC, студиите за каталитичките перформанси на TiC и TaC покажаа дека TaC практично не покажува каталитичка активност на пониски температури, но неговата каталитичка активност значително се зголемува над 1000℃. Истражувањето за каталитичките перформанси на CO откри дека на 300℃, каталитичките производи на TaC вклучуваат метан, вода и мали количини на олефини.

Semicorex нуди висок квалитетПроизводи од тантал карбид. Ако имате какви било прашања или ви требаат дополнителни детали, не двоумете се да стапите во контакт со нас.

Контакт телефон +86-13567891907

Е-пошта: sales@semicorex.com