4H-SiC_品质保证半导体材料

　　二者化学键合，形成了一种比单一元素更具优势的全新物质架构.当温度开始攀升，碳化硅的性能开始崭露头角。在普通材料逐渐软化、变形甚至熔化的高温区间，碳化硅却能稳如泰山!其熔点高达约2700°C，这使得它能够轻松应对诸如冶金、陶瓷烧制等工业高温环境！在钢铁冶炼厂，炽热的钢水温度动辄上千摄氏度，传统的耐火材料往往需要频繁更换，而采用碳化硅制成的耐火砖或内衬，凭借其耐高温特性，延长了使用寿命，降低了生产成本，保障了生产流程的连续性.

　　在Al2O3-SiC-C浇注料中，基质碳可以与单质硅反应，生成具有高强度的碳化硅晶须，但含碳耐火材料有一个致命的弱点——碳易被氧化，降低了浇注料的抗热震性和耐腐蚀性，导致出铁沟浇注料剥落并降低高炉出铁沟的使用寿命!由此可见，Al2O3-SiC-C浇注料中碳氧化的问题对材料的性能有很大的影响！固相烧结碳化硅晶界较为“干净”，高温强度并不随温度的升高而变化，一般在温度达1600℃强度不发生变化。固相烧结碳化硅主要缺点是需较高的烧结温度(2000℃)，对原材料的纯度要求高，烧结体断裂韧性较低，有较强的裂纹强度敏感性，在结构上表现为晶粒粗大且均匀性差，断裂模式为典型的穿晶断裂.

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　　SSiC材质的泵的轴、滑动和密封环具有长使用寿命的多项优势!在高工作温度下也具有出色的耐化学性和耐腐蚀性。因此，SSiC是所有需要高耐磨性的领域的佳陶瓷材料！京瓷可提供定制大外径达560毫米的大型精密部件。除了这些成本和环境优势之外，陶瓷安全壳还有其他技术优势：耐腐蚀、高机械强度、高断裂韧性、耐磨性和低导热性.虽然采用凝胶注模成型工艺可以实现复杂形状陶瓷制品的近净尺寸制备，但该工艺对模具要求高，在制备复杂大尺寸部件时需设计和制造模具，增加了时间成本和模具成本，一定程度上制约了该工艺在陶瓷结构件批量化生产中的应用。

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　　采用凝胶注模成型工艺制备的陶瓷素坯中，陶瓷颗粒靠三维凝胶网络结合，颗粒之间结合力小，在加工过程中陶瓷颗粒或颗粒团聚体在刀具的作用下很容易剥落去除。材料去除以脆性剥落为主，不同于金属材料加工的塑性去除方式，而颗粒的脆性断裂以及晶界微破碎去除形式也基本不存在。采用金刚石刀具，通过数控机床对陶瓷素坯进行、高精度加工，可以实现复杂形状的碳化硅陶瓷制品的制备.采用该工艺制备的碳化硅陶瓷制品尺寸精度高、表面光洁度高！

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　　然而，碳化硅的这些“密码”并非轻易就能完全掌握。其制备过程面临着诸多挑战，从原料的纯度控制到合成工艺的优化，每一步都关乎终产品的质量！例如，在化学气相沉积法制备碳化硅单晶时，需要调控反应气体的流量、温度、压力等参数，稍有偏差就可能导致晶体缺陷，影响其性能发挥!与传统“自下而上”的无模成型工艺不同，陶瓷素坯加工工艺(Greenceramicmachining,GCM)是一种“自上而下”的工艺，其原理类似金属材料或木材的加工过程如车、铣、刨、磨等，利用数控加工技术对陶瓷块状素坯进行三维加工，直接得到所需的结构，可以实现陶瓷制品的快速制造，特别适用于结构陶瓷多品种、小批量生产!

　　全封闭、中空部件的制备一般采用连接工艺获得，目前常用的陶瓷连接方法主要有钎焊、扩散焊等，但这些方法均存在工艺复杂、焊接料性能同碳化硅基体差别大等缺点，难以满足光刻机等集成电路制造装备对复杂结构部件的使用要求.根据反应烧结碳化硅的工艺特点，将待粘接零部件进行预处理，并通过粘接料对制品进行粘接，随后再进行反应烧结，使制品的连接与反应烧结同步完成！通过调节粘接料的组分、控制连接工艺，可实现复杂结构部件的致密、高强度、无缝隙粘接.

　　热导率，是碳化硅的另一把“高温利器”！较高的热导率意味着它能够迅速将热量传递出去，避免热量积聚导致局部过热！在电子器件散热领域，这一特性尤为关键!随着电子产品向小型化、高性能化发展，芯片发热功率急剧增加，散热问题成为制约其发展的瓶颈。碳化硅制成的散热片或封装材料，能够地将芯片产生的热量散发到周围环境中，保证芯片在适宜的温度下工作，从而提高电子器件的可靠性与使用寿命，让我们手中的智能手机、电脑等设备运行得更加流畅。CREE上海公司的技术总监邵嘉平博士在对话会上，向专家们报告了“CREE新产品的技术特点”，奥的亮公司的中国区总经理项威先生也在会上介绍了其LED照明灯具，引起了到会者的关注。北京电光源研究所所长屈素辉女士说：CREE在引导客户时，不仅把注意力放在道路照明上，还更多地把注意力放到室内照明上。中国建筑物理研究所的赵建平副所长也指出：LED是新的节能光源大家都知道，但它如何合理地运用到照明领域，还需要深入的探讨，刚在广州举办的"大功率LED路灯应用现状"辩论会就是为了更好地推动。