Што е силикон нитрид

Силициум нитрид (Si3N4)е клучен материјал во развојот на напредна високотемпературна структурна керамика. Познат по своите исклучителни својства како отпорност на висока температура, отпорност на абење, мала густина, висока јачина и цврстина, тој се здоби со репутација како „разновиден шампион на светот на материјалите“. Овие уникатни карактеристики ја направија керамиката со силициум нитрид неопходна во низа најсовремени полиња, вклучувајќи машинско инженерство, воздушна, национална одбрана, полупроводничка технологија, па дури и биомедицински апликации.

Силициум нитриде неорганско, неметално соединение составено од тетраедарски единици Si-N, кое се карактеризира со силна ковалентна врска помеѓу атомите. Високата јачина на поврзување помеѓу атомите на силициум и азот обезбедува Si3N4 извонредни механички својства, вклучувајќи супериорна цврстина и одлична отпорност на абење. Неговата керамика покажува силна отпорност на свиткување и компресија, што ја прави многу издржлива во опкружувања со тешки барања. Меѓутоа, истата силна ковалентна врска што му ја дава силата на силициум нитрид, исто така, резултира со ограничена пластична деформација, што значи дека кристалната структура има многу малку системи за лизгање. Ова му дава на силициум нитридот кршлива природа, што го прави повеќе склон кон фрактури под стрес.

Една од клучните предности насилициум нитриде неговата силна хемиска стабилност, која произлегува од структурата на просторната мрежа формирана од тетраедарските единици на силициум нитрид. Ова го прави високо отпорен на повеќето неоргански киселини и бази, освен на флуороводородна киселина, која може да го кородира материјалот. Оваа хемиска робусност ја зголемува нејзината доверливост во суровите хемиски средини, дополнително проширувајќи ги своите потенцијални апликации во критичните индустрии.

Силициум нитрид кристални структури

Силициум нитридпостои во три различни кристални структури: α-фаза, β-фаза и γ-фаза. Меѓу нив, α и β фазите се најчесто забележани и користени форми на Si3N4, од кои и двете припаѓаат на хексагоналниот кристален систем. Стабилната мрежна структура на овие фази е одговорна за одличните механички и термички својства што ја прават керамиката со силикон нитрид идеална за различни апликации.

β-фазата (β-Si3N4) е особено важна во инженерските апликации поради нејзините супериорни перформанси при високи температури и хемиска отпорност. Тоа е најшироко користената кристална форма во индустриите како што се воздушната, одбраната и машинското инженерство. На пример, β-Si3N4 се користи во производството на делови од керамички мотори со високи перформанси, ротори и статори за гасни турбини и механички заптивни прстени, каде што неговите самоподмачкувачки својства и високата издржливост под екстремни услови се високо ценети.

Спротивно на тоа, γ-фазата (γ-Si3N4) е многу поретка форма на силициум нитрид што може да се синтетизира само во услови на висока температура и висок притисок. Како резултат на тоа, истражувањето на структурите на силициум нитрид првенствено се фокусираше на α и β фазите.

Висока топлинска спроводливостКерамички подлоги од силикон нитрид

Како што електронската индустрија продолжува да се развива кон поголема системизација, интелигенција и интеграција, барањата за полупроводнички уреди брзо се зголемуваат. Со зголемената влезна моќност на електронските чипови и погусто спакуваните кола, топлината што се создава за време на работата станува значаен предизвик. Ефикасната дисипација на топлина стана критичен фактор за подобрување на севкупните перформанси и ефикасноста на полупроводничките уреди, и токму тука силициум нитрид игра витална улога.

Високата теоретска топлинска спроводливост на силициум нитрид, во комбинација со одлична електрична изолација и отпорност на оксидација, го прави идеален материјал за електронски подлоги за пакување со голема моќност. Дополнително, неговиот коефициент на термичка експанзија тесно се совпаѓа со коефициентот на материјалите што се користат во полупроводничките чипови, обезбедувајќи структурен интегритет и минимизирајќи го термичкиот стрес за време на работата. Овие својства овозможуваат производство на подлоги со високи перформанси за дисипација на топлина во апликации како што се кола со голема брзина, IGBT (Изолирани биполарни транзистори), LG (светлосни водичи) и CPV (концентриран фотоволтаичен) системи.

Способноста на силициум нитрид ефикасно да ја исфрла топлината, додека ја одржува електричната изолација и механичката стабилност, е од суштинско значење за уредите што работат со големи количини на енергија. Неговите одлични перформанси во овие области не само што обезбедуваат сигурна работа на енергетските полупроводници туку придонесуваат и за минијатуризација и ефикасност на современите електронски системи.

Заклучок

Накратко, уникатната комбинација на силициум нитрид на сила, отпорност на топлина, хемиска стабилност и топлинска спроводливост го прави неопходен материјал во различни апликации со високи перформанси. Од неговата употреба во воздушната и одбраната за производство на издржливи компоненти со висока температура, до неговата улога во решавањето на предизвиците за дисипација на топлина кај полупроводничките уреди со висока моќност, силициум нитрид продолжува да биде витален играч во унапредувањето на современите технологии. Како што истражувањето продолжува да ги истражува неговите својства и потенцијал, силициум нитрид е подготвен да остане шампион во светот на напредните материјали.

Semicorex нуди висок квалитетSiN супстрат. 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