ข้อดีและสถานการณ์การใช้งานของซิลิคอนคาร์ไบด์เผาผนึกแบบไร้แรงดัน

1. ข้อได้เปรียบหลัก
เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเผาผนึกแบบอื่นๆ (เช่น การอัดร้อนหรือการเชื่อมด้วยปฏิกิริยา) การเผาผนึกแบบไร้แรงดันมีข้อดีที่โดดเด่นหลายประการ:

1.ความสามารถในการขึ้นรูปรูปทรงที่ซับซ้อน:
เนื่องจากไม่มีการใช้แรงดันในระหว่างกระบวนการเผาผนึก ชิ้นงานดิบจึงไม่เสียรูปทรงภายใต้แรงภายในเตาเผา ซึ่งหมายความว่าสามารถขึ้นรูปได้ด้วยวิธีการต่างๆ เช่น การหล่อแบบสลิป การอัดแห้ง หรือการอัดรีด โดยสามารถเผาผนึกชิ้นส่วนที่มีรูปทรงซับซ้อนและขนาดใกล้เคียงกับขนาดสุดท้ายได้โดยตรง ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการขึ้นรูปด้วยเพชรที่สูงในภายหลัง

2.คุ้มค่าคุ้มราคา เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก:
กระบวนการนี้ไม่จำเป็นต้องใช้แม่พิมพ์กราไฟต์และอุปกรณ์อัดแรงดันที่ซับซ้อนซึ่งจำเป็นสำหรับการขึ้นรูปด้วยความร้อน ต้นทุนแม่พิมพ์ต่ำ และอัตราการใช้พื้นที่ของเตาเผาสูง ทำให้สามารถบรรจุชิ้นงานได้ในปริมาณมาก ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตจำนวนมากในระดับอุตสาหกรรม

3.คุณสมบัติของวัสดุที่ยอดเยี่ยมและเป็นเนื้อเดียวกัน:
เนื่องจากไม่มีแรงดันในทิศทางเดียว โครงสร้างจุลภาคภายในของวัสดุจึงสม่ำเสมอ โดยไม่มีความแตกต่างในด้านประสิทธิภาพตามทิศทาง ผลิตภัณฑ์ที่ได้จึงมักมีความแข็งสูงมาก ทนต่อการสึกหรอ ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง และมีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูง

4.อิสระในการเลือกขนาดผลิตภัณฑ์:
ในทางทฤษฎี ตราบใดที่มีเตาเผาผนึกขนาดใหญ่เพียงพอ ก็สามารถผลิตชิ้นส่วนซิลิคอนคาร์ไบด์ขนาดใหญ่ (เช่น แผ่นที่มีขนาดเกิน 1 เมตร หรือชิ้นส่วนรูปทรงพิเศษขนาดใหญ่) ได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำได้ยากด้วยวิธีการอัดขึ้นรูปด้วยความร้อน เนื่องจากมีข้อจำกัดเรื่องขนาดของแม่พิมพ์

2.ตัวอย่างการใช้งานทั่วไป

จากข้อดีที่กล่าวมาข้างต้น ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ผ่านกระบวนการเผาผนึกแบบไร้แรงดันจึงถูกนำไปใช้เป็นหลักในงานที่ต้องการคุณสมบัติเด่นด้านความทนทานต่อการสึกหรอ ความทนทานต่อการกัดกร่อน ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง และน้ำหนักเบา

1.กลุ่มเครื่องจักรและอุปกรณ์ปิดผนึก (ปริมาณงานมากที่สุด)นี่คือพื้นที่การใช้งานที่พัฒนาเต็มที่ที่สุดสำหรับ SiC ที่ผ่านกระบวนการเผาผนึกแบบไร้แรงดัน โดยใช้ประโยชน์จากความแข็งสูง ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ และการนำความร้อนสูง

แหวนซีลเชิงกล:ใช้เป็นวงแหวนหมุนและวงแหวนคงที่ในปั๊มต่างๆ (เช่น ปั๊มน้ำรถยนต์ ปั๊มสารเคมี) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำและค่าการนำความร้อนสูงช่วยระบายความร้อนจากแรงเสียดทานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันความเสียหายของหน้าสัมผัสเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป

ตลับลูกปืนธรรมดา:ใช้เป็นตลับลูกปืนหล่อลื่นด้วยน้ำในน้ำแม่น้ำที่มีตะกอนหรือสารกัดกร่อน ให้อายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าตลับลูกปืนโลหะมาก

หัวฉีดทนทานต่อการสึกหรอ: เช่น หัวฉีดสำหรับตัดด้วยน้ำแรงดันสูงและการพ่นทราย ซึ่งให้ความทนทานต่อการสึกหรอและรักษาความแม่นยำของขนาด

2. อุตสาหกรรมและเตาเผาที่ใช้ความร้อนสูง (โดยคำนึงถึงความทนทานต่อความร้อน)

คุณสมบัตินี้ใช้ประโยชน์จากความสามารถในการคงความแข็งแรงสูงแม้ในอุณหภูมิสูง (เช่น สูงถึง 1600°C ในบรรยากาศอากาศ)

เฟอร์นิเจอร์เตาเผา:เช่น แผ่นรอง แผ่นดัน ชั้นวางเตาเผา และเสาที่ใช้สำหรับเผาเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์ วัสดุแม่เหล็ก หรือเซรามิกที่มีความแม่นยำสูง วัสดุเหล่านี้ไม่เสียรูปทรง ไม่ติดชิ้นงาน และนำความร้อนได้อย่างรวดเร็ว ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเตาเผา

ท่อป้องกันเทอร์โมคัปเปิล:ป้องกันเทอร์โมคัปเปิลในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและกัดกร่อน เช่น ในโรงงานถลุงโลหะหรือโรงงานหลอมแก้ว

3สาขาเซมิคอนดักเตอร์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ (โดยเน้นความบริสุทธิ์และเสถียรภาพทางความร้อน)
ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ซิลิคอนคาร์ไบด์บริสุทธิ์สูงที่ผ่านกระบวนการเผาผนึกแบบไร้แรงดันจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในอุตสาหกรรมการผลิตระดับสูง

ส่วนประกอบกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์:ใช้สำหรับทำแขน ตัวนำ หัวจับ ฯลฯ ในระบบลำเลียงเวเฟอร์ มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนใกล้เคียงกับซิลิคอน และก่อให้เกิดการปนเปื้อนของสิ่งเจือปนในสภาพแวดล้อมพลาสมาน้อยที่สุด

ตัวยึดแผ่นรองพื้น LED:ใช้ในอุปกรณ์ MOCVD เพื่อยึดแผ่นรองพื้น LED ซึ่งต้องการความเสถียรที่อุณหภูมิสูงและความบริสุทธิ์โดยไม่เสียรูปทรง

โดยสรุป:
หากคุณต้องการชิ้นส่วนซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีปริมาณการผลิตสูง รูปทรงซับซ้อน ประสิทธิภาพการทำงานเสถียร และทนทานต่อการสึกหรอ/การกัดกร่อนโดยทั่วไปแล้ว การเผาผนึกแบบไร้แรงดันถือเป็นวิธีแก้ปัญหาทางวิศวกรรมที่เหมาะสมที่สุด