Керамика тантал карбида – кључни материјал у полупроводницима и ваздухопловству.

тантал карбид (ТаЦ)је керамички материјал ултра високе температуре. Керамика ултрависоких температура (УХТЦ) се генерално односи на керамичке материјале са тачкама топљења већим од 3000℃ и који се користе у високотемпературним и корозивним окружењима (као што су окружења атома кисеоника) изнад 2000℃, као што су ЗрЦ, ХфЦ, ТаЦ, ХфБ2, ЗрБ2 и ХфН.

Тантал-карбид има тачку топљења до 3880℃, високу тврдоћу (тврдоћа по Мохсу 9–10), релативно високу топлотну проводљивост (22 В·м⁻¹·К⁻¹), високу чврстоћу на савијање (340–400 МПа) и релативно низак коефицијент топлотног ширења (6⁻×1) (6,6×1). Такође показује одличну термохемијску стабилност и супериорна физичка својства, и има добру хемијску и механичку компатибилност са графитним и Ц/Ц композитима. Због тога се ТаЦ премази широко користе у ваздушној топлотној заштити, расту монокристала, енергетској електроници и медицинским уређајима.

Примене у полупроводничкој опреми

Тренутно су полупроводници широког појаса, представљени силицијум карбидом (СиЦ), стратешка индустрија која служи главном економском бојном пољу и задовољава главне националне потребе. Међутим, СиЦ полупроводници су такође индустрија са сложеним процесима и изузетно високим захтевима за опремом. Међу овим процесима, припрема СиЦ монокристала је најосновнија и најважнија карика у целом индустријском ланцу.

Тренутно, најчешће коришћена метода за раст кристала СиЦ је метода Пхисицал Вапор Транспорт (ПВТ). У ПВТ-у, прах силицијум карбида се загрева у затвореној комори за раст на температурама изнад 2300°Ц и притиску близу вакуума кроз индукционо загревање. Ово доводи до сублимације праха, стварајући реактивни гас који садржи различите гасовите компоненте као што су Си, Си₂Ц и СиЦ₂. Ова реакција гас-чврста материја ствара извор монокристалне реакције СиЦ. СиЦ семенски кристал се поставља на врх коморе за раст. Вођене презасићеношћу гасовитих компоненти, гасовите компоненте које се транспортују до кристала се атомски таложе на површини кристала семена, прерастајући у монокристал СиЦ.

Овај процес има дуг циклус раста, тешко га је контролисати и склон је дефектима као што су микроепрувете и инклузије. Контролисање недостатака је кључно; чак и мања подешавања или померања у термичком пољу пећи могу променити раст кристала или повећати дефекте. Касније фазе представљају изазов за постизање бржих, дебљих и већих кристала, који захтевају не само теоријска и инжењерска унапређења већ и софистицираније материјале за термичко поље.

Материјали за лончиће у термичком пољу првенствено укључују графит и порозни графит. Међутим, графит се лако оксидира на високим температурама и кородира растопљеним металима. ТаЦ поседује одличну термохемијску стабилност и супериорна физичка својства, показујући добру хемијску и механичку компатибилност са графитом. Припрема ТаЦ премаза на површини графита ефикасно повећава његову отпорност на оксидацију, отпорност на корозију, отпорност на хабање и механичка својства. Посебно је погодан за узгој ГаН или АлН монокристала у МОЦВД опреми и СиЦ монокристала у ПВТ опреми, значајно побољшавајући квалитет узгојених монокристала.

Штавише, током припреме монокристала силицијум карбида, након што се реакциони извор силицијум карбида генерише реакцијом чврстог гаса, Си/Ц стехиометријски однос варира са дистрибуцијом топлотног поља. Неопходно је обезбедити да се компоненте гасне фазе дистрибуирају и транспортују према пројектованом топлотном пољу и температурном градијенту. Порозни графит има недовољну пропустљивост, због чега су потребне додатне поре да би се повећала. Међутим, порозни графит са високом пропусношћу суочава се са изазовима као што су обрада, одвајање праха и јеткање. Порозна керамика од тантал карбида може боље постићи филтрацију компоненти гасне фазе, прилагодити локалне температурне градијенте, водити правац протока материјала и контролисати цурење.

ЈерТаЦ премазипоказују одличну киселину и алкалну отпорност на Х2, ХЦл и НХ3, у ланцу индустрије полупроводника силицијум карбида, ТаЦ такође може у потпуности заштитити материјал графитне матрице и пречистити окружење раста током епитаксијалних процеса као што је МОЦВД.

Примене у ваздухопловству

Како се савремени авиони, као што су ваздухопловна возила, ракете и пројектили, развијају ка великој брзини, великом потиску и великој висини, захтеви за отпорност на високе температуре и отпорност на оксидацију њихових површинских материјала у екстремним условима постају све строжи. Када авион уђе у атмосферу, суочава се са екстремним окружењима као што су велика густина топлотног флукса, висок притисак стагнације и велика брзина струјања ваздуха, док се такође суочава са хемијском аблацијом због реакција са кисеоником, воденом паром и угљен-диоксидом. Приликом уласка и изласка авиона из атмосфере, ваздух око његовог носног конуса и крила је подвргнут интензивној компресији, стварајући значајно трење о површину авиона, узрокујући да се загрева струјом ваздуха. Поред аеродинамичког загревања током лета, на површину авиона утичу и сунчево зрачење и зрачење животне средине, што доводи до сталног пораста температуре површине. Ова промена може озбиљно утицати на радни век авиона.

ТаЦ је члан породице керамике отпорне на ултра високе температуре. Његова висока тачка топљења и одлична термодинамичка стабилност чине ТаЦ широко примењеним у деловима авиона са врућим крајем, као што је заштита површинског премаза млазница ракетних мотора.

Друге апликације

ТаЦ такође има широку примену у алатима за сечење, абразивним материјалима, електронским материјалима и катализаторима. На пример, додавање ТаЦ цементираном карбиду може инхибирати раст зрна, повећати тврдоћу и побољшати век трајања. ТаЦ поседује добру електричну проводљивост и може да формира нестехиометријска једињења, при чему проводљивост варира у зависности од састава. Ова карактеристика чини ТаЦ перспективним кандидатом за апликације у електронским материјалима. Што се тиче каталитичке дехидрогенације ТаЦ, студије о каталитичким перформансама ТиЦ и ТаЦ су показале да ТаЦ практично не показује каталитичку активност на нижим температурама, али се његова каталитичка активност значајно повећава изнад 1000℃. Истраживања о каталитичким перформансама ЦО су открила да на 300℃, каталитички производи ТаЦ укључују метан, воду и мале количине олефина.

Семицорек нуди висок квалитетПроизводи од тантал карбида. Ако имате било каквих питања или су вам потребни додатни детаљи, не устручавајте се да нас контактирате.

Контакт телефон # +86-13567891907

Емаил: салес@семицорек.цом