Siliziumkarbid ist ein extrem hartes und widerstandsf\u00e4higes keramisches Material mit hervorragender Festigkeit, Hochtemperaturz\u00e4higkeit und Oxidationsbest\u00e4ndigkeit. Es wird sowohl in gesinterter als auch in reaktionsgebundener Form f\u00fcr die Produktion angeboten.<\/p>\n
Gesintertes Siliciumcarbid (SSiC) wird durch Pressen und Sintern von Siliciumdioxidpulver hergestellt. SSiC zeichnet sich durch niedrige Sintertemperaturen, leichte Formbarkeit und au\u00dfergew\u00f6hnliche mechanische Eigenschaften aus, die ihm deutliche Vorteile gegen\u00fcber konkurrierenden Materialien verleihen.<\/p>\n
Bei der chemischen Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) werden str\u00f6mende Gase verwendet, um d\u00fcnne Schichten von hoher Qualit\u00e4t zu erzeugen, die zur Herstellung von festen Materialien und Beschichtungen, zum \u00c4tzen und zur Herstellung von mikroelektronischen Bauteilen verwendet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
CVD bezieht sich auf eine Familie von Verfahren, zu denen die schnelle thermische CVD, die plasmaunterst\u00fctzte chemische Gasphasenabscheidung und die laserinduzierte chemische Gasphasenabscheidung geh\u00f6ren. Bei allen Verfahren wird ein Vorl\u00e4ufergas verwendet, um Feststoffe auf Substratoberfl\u00e4chen abzuscheiden, wobei unterschiedliche Verfahren verschiedene Methoden zur Einleitung von Reaktionen und zur Einleitung von Erstarrungsreaktionen verwenden.<\/p>\n
Bei der schnellen thermischen CVD werden Heizlampen verwendet, um das Precursor-Gas vorzuheizen, bevor es die Wafer-Oberfl\u00e4che erreicht, was dazu beitr\u00e4gt, unerw\u00fcnschte Gasphasen- und Gasreaktionen zu reduzieren.<\/p>\n
Eine andere Methode zur Herstellung von CVD-b-SiC besteht darin, vor dem Dornkasten ein Graphitleitblech 102 einzuf\u00fcgen. Diese Technik heizt die Reagenzien vor, erh\u00f6ht ihre Durchlaufgeschwindigkeit an den Dornw\u00e4nden und erzeugt dichte b-SiC-Abscheidungen von guter Qualit\u00e4t, wie sie in den Abbildungen 3a und 3b dargestellt sind. Es k\u00f6nnen auch andere Ablenkplatten vor und nach dem Dornkasten angebracht werden, um die Abscheidungsergebnisse zu maximieren und eine gleichm\u00e4\u00dfigere und konforme Beschichtung von b-SiC auf unregelm\u00e4\u00dfig geformten Substraten zu erzielen. Dieses Material ist hoch leitf\u00e4hig, chemisch und oxidativ stabil, hart, kratzfest und theoretisch sehr dicht - Eigenschaften, die es f\u00fcr viele spezialisierte Materialanwendungen geeignet machen, darunter Waferboote und -m\u00f6bel f\u00fcr die Halbleiterverarbeitung, optische Teleskopstrukturen und Endeffektoren, die bei der Reinigung von Nassb\u00e4nken verwendet werden.<\/p>\n
Unter Sintern versteht man den Prozess des Zusammenf\u00fcgens oder Umordnens von Keramik- oder Metallpulverpartikeln zu einer integrierten Struktur, in der Regel durch Hei\u00dfpressen, Reaktionssintern und druckloses Sintern. Seit Jahrhunderten wird diese Technik zur Herstellung fast aller Arten von Keramik- und Metallgegenst\u00e4nden eingesetzt, darunter Teile aus Baustahl, por\u00f6se Metallfilter f\u00fcr Filteranwendungen, Wolframdr\u00e4hte f\u00fcr selbstschmierende Lager und Elektromaterialien und vieles mehr. Zu den Herstellungsverfahren geh\u00f6ren in der Regel Hei\u00dfpressen, Reaktionssintern oder druckloses Sintern.<\/p>\n
Gesintertes Siliziumkarbid kann vom drucklosen Sintern als wirksames Mittel zur Verbesserung seiner mechanischen Eigenschaften, insbesondere seiner Temperaturbest\u00e4ndigkeit und Biegefestigkeit, stark profitieren. Die Verringerung des Kornwachstums w\u00e4hrend des Sinterns tr\u00e4gt zu diesem Ergebnis bei, w\u00e4hrend die Erh\u00f6hung der Zugfestigkeit zu einer gr\u00f6\u00dferen Haltbarkeit und Lebensdauer des Materials f\u00fchrt.<\/p>\n
Das drucklose Sintern bietet gegen\u00fcber anderen Verfahren mehrere eindeutige Vorteile, unter anderem die M\u00f6glichkeit, komplexe Formen mit pr\u00e4zisen Abmessungen herzustellen. Dadurch eignet sich das drucklose Sintern ideal f\u00fcr die Herstellung einzigartiger Produkte, die mit anderen Verfahren nur schwer oder gar nicht hergestellt werden k\u00f6nnen, und ist besonders f\u00fcr Hochleistungsanwendungen wie hartbeschichtete Dichtungselemente und Hochtemperaturarbeiten geeignet.<\/p>\n
Das Hei\u00dfpressen ist eine effiziente und kosteng\u00fcnstige Methode zur schnellen Herstellung von Siliziumkarbidkomponenten mit gro\u00dfen Abmessungen und komplexen Formen, wie z. B. Dichtungen f\u00fcr Pumpen mit anspruchsvollen Anwendungen. Bei diesem Verfahren werden gleichzeitig Druck und hohe Temperaturen (bis zu 2000 Grad Celsius) angewandt, was zu schnellen Produktionszeiten und Kosteneffizienz f\u00fchrt.<\/p>\n
Als besonders erfolgreich haben sich Sinterverfahren erwiesen, die dichte SiC- und b-SiC-Verbundkeramiken f\u00fcr Trockengasdichtungen herstellen. Bei einem solchen effektiven Sinterverfahren wird a-SiC-Pulver mit Graphit in bestimmten Anteilen gemischt und erhitzt. W\u00e4hrend des Sinterns durchdringt das a-SiC-Pulver por\u00f6se Stahlkn\u00fcppel mit Hilfe von Si aus der Dampfphase und bildet dichte K\u00f6rper ohne Zerkleinerung und mit hoher Dichte.<\/p>\n
Aufgrund der starken kovalenten Bindung von Si-C weist Siliciumcarbid w\u00e4hrend des Sinterns geringe Selbstdiffusionsraten auf. Daher ist die treibende Kraft f\u00fcr die Herstellung von Siliciumcarbid mit hoher Dichte wesentlich geringer als bei anderen keramischen Werkstoffen, und die Erforschung geeigneter Sinterverfahren und Zusatzstoffe ist in diesem Bereich zu einem Hauptschwerpunkt geworden.<\/p>\n
Zur Charakterisierung der Mikrostruktur von gesinterten Proben werden XRD-Muster und SAED-Analysen (Selected Area Electron Diffraction) verwendet. Wir ermittelten ein Verh\u00e4ltnis von 83:17 in Bezug auf die Sintertemperatur.<\/p>\n
Reaktionssintern von gesintertem Siliciumcarbid (RSSiC) ist ein Verfahren, bei dem fl\u00fcssiges Silicium durch Infiltration von geschmolzenem Silicium in por\u00f6se Kohlenstoff- oder Graphitvorformen infiltriert wird. Dabei entsteht eine Keramik, die sich durch hohe Festigkeit, hervorragende Verschlei\u00dffestigkeit und thermische Stabilit\u00e4t auszeichnet, zusammen mit einer \u00fcberlegenen Best\u00e4ndigkeit gegen Oxidation, Korrosion und \u00c4tzen sowie guten elektrischen Eigenschaften. Die Dichte von RSSC h\u00e4ngt von seinem Silizium\/Kohlenstoff-Verh\u00e4ltnis ab, das letztlich die H\u00e4rte bestimmt.<\/p>\n
Beim Sintern kommt es zu Massenbewegungen innerhalb eines por\u00f6sen Gef\u00fcges, die die Gesamtporosit\u00e4t durch Umpacken und Transport entlang der Kristallgrenzen zur Gl\u00e4ttung der Porenw\u00e4nde verringern, wodurch die Korngr\u00f6\u00dfe abnimmt und dichte, feink\u00f6rnige Matrixstrukturen mit gleichm\u00e4\u00dfigen Strukturen entstehen.<\/p>\n
Das Reaktionssintern erm\u00f6glicht die Herstellung gro\u00dfer und komplex geformter Sinterteile aus Siliziumkarbid mit nahezu reiner Form und hoher Pr\u00e4zision, wobei im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Sinterverfahren niedrigere Temperaturen und k\u00fcrzere Zeiten verwendet werden. Es sollte jedoch nicht in Umgebungen mit starken oxidierenden oder korrosiven Einfl\u00fcssen eingesetzt werden, da dieses Verfahren zu einer unzureichenden Siliziumdurchdringung und einem abnormalen Kornwachstum f\u00fchren kann, was letztlich die mechanischen Eigenschaften der gesinterten Werkstoffe verschlechtert. Sinterprozesse h\u00e4ngen in hohem Ma\u00dfe von der Konsistenz der Ausgangspulver ab und m\u00fcssen sorgf\u00e4ltig gesteuert werden, um eine gleichm\u00e4\u00dfige Schrumpfung der Teile, einen geringeren Verzug und die Herstellung von Komponenten mit stabiler Qualit\u00e4t zu gew\u00e4hrleisten. Der Vakuumsinterofen RVS-S kann f\u00fcr das Reaktionssintern von SiC-Produkten verwendet werden, um Qualit\u00e4tsprodukte zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Siliziumkarbid ist ein extrem hartes und widerstandsf\u00e4higes keramisches Material mit hervorragender Festigkeit, Hochtemperaturz\u00e4higkeit und Oxidationsbest\u00e4ndigkeit. Es wird sowohl in gesinterter als auch in reaktionsgebundener Form hergestellt. Gesintertes Siliciumcarbid (SSiC) wird durch Pressen und Sintern von Siliciumdioxidpulver hergestellt. SSiC zeichnet sich durch niedrige Sintertemperaturen, einfache Formbarkeit und au\u00dfergew\u00f6hnliche mechanische Eigenschaften aus, die ...<\/p>\n