Keramični pladenj SiC za nosilec rezin z visoko temperaturno odpornostjo
Keramični pladenj iz silicijevega karbida (SiC pladenj)
Visokozmogljiva keramična komponenta na osnovi silicijevega karbida (SiC), zasnovana za napredne industrijske aplikacije, kot sta proizvodnja polprevodnikov in LED diod. Njene glavne funkcije vključujejo uporabo kot nosilec rezin, platforma za jedkanje ali podpora visokotemperaturnim procesom, pri čemer izkorišča izjemno toplotno prevodnost, odpornost na visoke temperature in kemijsko stabilnost za zagotavljanje enakomernosti procesa in izkoristka izdelka.
Ključne lastnosti
1. Toplotna učinkovitost
- Visoka toplotna prevodnost: 140–300 W/m·K, kar znatno presega tradicionalni grafit (85 W/m·K), kar omogoča hitro odvajanje toplote in zmanjšano toplotno obremenitev.
- Nizek koeficient toplotnega raztezanja: 4,0 × 10⁻⁶/℃ (25–1000℃), kar je zelo podobno siliciju (2,6 × 10⁻⁶/℃), kar zmanjšuje tveganje toplotne deformacije.
2. Mehanske lastnosti
- Visoka trdnost: Upogibna trdnost ≥320 MPa (20 ℃), odporna na stiskanje in udarce.
- Visoka trdota: Mohsova trdota 9,5, druga najbolj trda za diamantom, kar zagotavlja vrhunsko odpornost proti obrabi.
3. Kemijska stabilnost
- Odpornost proti koroziji: Odporno na močne kisline (npr. HF, H₂SO₄), primerno za okolja, kjer poteka jedkanje.
- Nemagnetno: Intrinzična magnetna susceptibilnost <1×10⁻⁶ emu/g, kar preprečuje motnje v preciznih instrumentih.
4. Ekstremna toleranca do okolja
- Visokotemperaturna vzdržljivost: Dolgotrajna delovna temperatura do 1600–1900 ℃; kratkotrajna odpornost do 2200 ℃ (okolje brez kisika).
- Odpornost na toplotne udarce: Prenese nenadne temperaturne spremembe (ΔT > 1000 ℃) brez razpok.
Aplikacije
| Področje uporabe | Specifični scenariji | Tehnična vrednost |
| Proizvodnja polprevodnikov | Jedkanje rezin (ICP), nanašanje tankih plasti (MOCVD), poliranje CMP | Visoka toplotna prevodnost zagotavlja enakomerna temperaturna polja; nizek toplotni raztezek zmanjšuje upogibanje rezin. |
| Proizvodnja LED-diod | Epitaksialna rast (npr. GaN), rezanje rezin, pakiranje | Odpravlja večvrstne napake, s čimer izboljšuje svetlobno učinkovitost in življenjsko dobo LED diod. |
| Fotovoltaična industrija | Peči za sintranje silicijevih rezin, nosilci opreme PECVD | Odpornost na visoke temperature in toplotne udarce podaljša življenjsko dobo opreme. |
| Laserji in optika | Visokozmogljivi laserski hladilni substrati, nosilci optičnih sistemov | Visoka toplotna prevodnost omogoča hitro odvajanje toplote in stabilizacijo optičnih komponent. |
| Analitični instrumenti | Držala za vzorce TGA/DSC | Nizka toplotna kapaciteta in hiter toplotni odziv izboljšata natančnost meritev. |
Prednosti izdelka
- Celovita zmogljivost: Toplotna prevodnost, trdnost in odpornost proti koroziji daleč presegajo aluminijevo in silicijev nitridno keramiko ter izpolnjujejo ekstremne obratovalne zahteve.
- Lahka zasnova: Gostota 3,1–3,2 g/cm³ (40 % jekla), kar zmanjšuje vztrajnostno obremenitev in izboljšuje natančnost gibanja.
- Dolga življenjska doba in zanesljivost: Življenjska doba presega 5 let pri 1600 ℃, kar skrajša čas izpada in zniža obratovalne stroške za 30 %.
- Prilagoditev: Podpira kompleksne geometrije (npr. porozne priseske, večplastne pladnje) z napako ravnosti <15 μm za natančne aplikacije.
Tehnične specifikacije
| Kategorija parametrov | Kazalnik |
| Fizikalne lastnosti | |
| Gostota | ≥3,10 g/cm³ |
| Upogibna trdnost (20 ℃) | 320–410 MPa |
| Toplotna prevodnost (20 ℃) | 140–300 W/(m·K) |
| Koeficient toplotnega raztezanja (25–1000 ℃) | 4,0 × 10⁻⁶/℃ |
| Kemijske lastnosti | |
| Odpornost na kisline (HF/H₂SO₄) | Brez korozije po 24 urah potopitve |
| Natančnost obdelave | |
| Ploskost | ≤15 μm (300 × 300 mm) |
| Hrapavost površine (Ra) | ≤0,4 μm |
Storitve XKH
XKH ponuja celovite industrijske rešitve, ki zajemajo razvoj po meri, natančno obdelavo in strog nadzor kakovosti. Za razvoj po meri ponuja rešitve iz visoko čistih (>99,999 %) in poroznih (30–50 % poroznost) materialov, skupaj s 3D-modeliranjem in simulacijo za optimizacijo kompleksnih geometrij za aplikacije, kot so polprevodniki in vesoljska industrija. Natančna obdelava sledi poenostavljenemu postopku: obdelava prahu → izostatično/suho stiskanje → sintranje pri 2200 °C → CNC/diamantno brušenje → pregled, kar zagotavlja poliranje na nanometrski ravni in dimenzijsko toleranco ±0,01 mm. Nadzor kakovosti vključuje testiranje celotnega procesa (XRD sestava, SEM mikrostruktura, 3-točkovno upogibanje) in tehnično podporo (optimizacija procesa, 24/7 posvetovanje, 48-urna dostava vzorcev), kar zagotavlja zanesljive, visokozmogljive komponente za napredne industrijske potrebe.
Pogosto zastavljena vprašanja (FAQ)
1. V: Katere panoge uporabljajo keramične pladnje iz silicijevega karbida?
A: Zaradi izjemne toplotne odpornosti in kemične stabilnosti se pogosto uporabljajo v proizvodnji polprevodnikov (ravnanje z rezinami), sončni energiji (postopki PECVD), medicinski opremi (komponente MRI) in vesoljski industriji (deli, odporni na visoke temperature).
2. V: V čem silicijev karbid prekaša kremenčeve/steklene pladnje?
A: Višja odpornost na toplotne udarce (do 1800 °C v primerjavi s 1100 °C pri kremenu), nič magnetnih motenj in daljša življenjska doba (5+ let v primerjavi s 6–12 meseci pri kremenu).
3. V: Ali lahko pladnji iz silicijevega karbida prenesejo kisla okolja?
A: Da. Odporni na HF, H2SO4 in NaOH z <0,01 mm korozije/leto, zaradi česar so idealni za kemično jedkanje in čiščenje rezin.
4. V: Ali so pladnji iz silicijevega karbida združljivi z avtomatizacijo?
A: Da. Zasnovano za vakuumsko zajemanje in robotsko rokovanje, s površinsko ravnostjo <0,01 mm za preprečevanje kontaminacije z delci v avtomatiziranih tovarnah.
5. V: Kakšna je primerjava stroškov s tradicionalnimi materiali?
A: Višji začetni stroški (3-5x kremen), vendar 30-50 % nižji skupni stroški lastništva zaradi daljše življenjske dobe, krajšega časa izpada in prihranka energije zaradi boljše toplotne prevodnosti.
