Kas yra silicio nitridas

Silicio nitridas (Si3N4)yra pagrindinė medžiaga kuriant pažangią aukštos temperatūros konstrukcinę keramiką. Žinomas dėl savo išskirtinių savybių, tokių kaip atsparumas aukštai temperatūrai, atsparumas dilimui, mažas tankis, didelis stiprumas ir kietumas, jis užsitarnavo „įvairiapusio medžiagų pasaulio čempiono“ reputaciją. Dėl šių unikalių savybių silicio nitrido keramika tapo nepakeičiama įvairiose pažangiausiose srityse, įskaitant mechaninę inžineriją, aviaciją, krašto apsaugą, puslaidininkių technologijas ir net biomediciną.

Silicio nitridasyra neorganinis, nemetalinis junginys, sudarytas iš Si-N tetraedrinių vienetų, pasižymintis stipriu kovalentiniu ryšiu tarp atomų. Didelis sukibimo stiprumas tarp silicio ir azoto atomų suteikia Si3N4 išskirtines mechanines savybes, įskaitant puikų kietumą ir puikų atsparumą dilimui. Jo keramika pasižymi dideliu atsparumu lenkimui ir gniuždymui, todėl yra labai patvari sudėtingoje aplinkoje. Tačiau tas pats stiprus kovalentinis ryšys, suteikiantis silicio nitrido stiprumą, taip pat sukelia ribotą plastinę deformaciją, o tai reiškia, kad kristalų struktūra turi labai mažai slydimo sistemų. Dėl to silicio nitridas tampa trapus, todėl jis labiau linkęs lūžti veikiant stresui.

Vienas iš pagrindinių privalumųsilicio nitridasyra jo stiprus cheminis stabilumas, atsirandantis dėl erdvinio tinklo struktūros, kurią sudaro silicio nitrido tetraedriniai vienetai. Dėl to jis yra labai atsparus daugumai neorganinių rūgščių ir bazių, išskyrus vandenilio fluorido rūgštį, kuri gali ėsdinti medžiagą. Šis cheminis tvirtumas padidina jo patikimumą atšiaurioje cheminėje aplinkoje ir toliau plečia galimą pritaikymą svarbiausiose pramonės šakose.

Silicio nitrido kristalų struktūros

Silicio nitridasYra trijų skirtingų kristalų struktūrų: α-fazės, β-fazės ir γ-fazės. Tarp jų α ir β fazės yra dažniausiai stebimos ir naudojamos Si3N4 formos, kurios abi priklauso šešiakampei kristalų sistemai. Stabili šių fazių tinklo struktūra yra atsakinga už puikias mechanines ir šilumines savybes, dėl kurių silicio nitrido keramika idealiai tinka įvairioms reikmėms.

β-fazė (β-Si3N4) yra ypač svarbi inžinerijos reikmėms, nes ji puikiai veikia esant aukštai temperatūrai ir atspari cheminėms medžiagoms. Tai yra plačiausiai naudojama kristalų forma tokiose pramonės šakose kaip aviacija, gynyba ir mechaninė inžinerija. Pavyzdžiui, β-Si3N4 naudojamas gaminant didelio našumo keramines variklių dalis, dujų turbinų rotorius ir statorius, mechaninių sandariklių žiedus, kur itin vertinamos jo savaiminio tepimo savybės ir didelis patvarumas ekstremaliomis sąlygomis.

Priešingai, γ-fazė (γ-Si3N4) yra daug rečiau paplitusi silicio nitrido forma, kurią galima susintetinti tik aukštos temperatūros ir aukšto slėgio sąlygomis. Dėl to silicio nitrido struktūrų tyrimai daugiausia buvo sutelkti į α ir β fazes.

Aukštas šilumos laidumasSilicio nitrido keraminiai substratai

Kadangi elektronikos pramonė ir toliau vystosi link didesnės sisteminimo, intelekto ir integracijos, puslaidininkiniams įrenginiams keliami reikalavimai sparčiai auga. Didėjant elektroninių lustų įvesties galiai ir tankiau supakuotoms grandinėms, darbo metu susidaranti šiluma tampa dideliu iššūkiu. Efektyvus šilumos išsklaidymas tapo lemiamu veiksniu gerinant bendrą puslaidininkinių įtaisų veikimą ir efektyvumą, todėl silicio nitridas atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį.

Dėl didelio teorinio silicio nitrido šilumos laidumo, puikios elektros izoliacijos ir atsparumo oksidacijai jis yra ideali medžiaga didelės galios elektroniniams pakavimo pagrindams. Be to, jo šiluminio plėtimosi koeficientas labai sutampa su puslaidininkiniuose lustuose naudojamų medžiagų koeficientu, užtikrinant konstrukcijos vientisumą ir sumažinant šiluminį įtampą eksploatacijos metu. Šios savybės leidžia gaminti didelio našumo substratus šilumai išsklaidyti tokiose srityse kaip didelės spartos grandinės, IGBT (izoliuotų vartų dvipoliai tranzistoriai), LG (šviesos kreiptuvai) ir CPV (koncentruotos fotovoltinės) sistemos.

Silicio nitrido gebėjimas efektyviai išsklaidyti šilumą, išlaikant elektros izoliaciją ir mechaninį stabilumą, yra būtinas prietaisams, valdantiems didelį energijos kiekį. Puikus jo veikimas šiose srityse ne tik užtikrina patikimą galios puslaidininkių veikimą, bet ir prisideda prie modernių elektroninių sistemų miniatiūrizavimo ir efektyvumo.

Išvada

Apibendrinant galima pasakyti, kad dėl unikalaus stiprumo, atsparumo karščiui, cheminio stabilumo ir šilumos laidumo derinio silicio nitridas yra nepakeičiama medžiaga įvairiose didelio našumo srityse. Silicio nitridas ir toliau yra gyvybiškai svarbus šiuolaikinių technologijų pažangos veiksnys, pradedant nuo jo naudojimo aviacijos ir gynybos srityse, gaminant patvarius, aukštos temperatūros komponentus, iki sprendžiant šilumos išsklaidymo iššūkius didelės galios puslaidininkiniuose įrenginiuose. Tyrimams toliau tiriant jo savybes ir potencialą, silicio nitridas yra pasirengęs išlikti pažangių medžiagų pasaulio čempionu.

Semicorex siūlo aukštos kokybėsSiN substratas. Jei turite kokių nors klausimų ar reikia papildomos informacijos, nedvejodami susisiekite su mumis.

Telefonas pasiteirauti # +86-13567891907

paštas: sales@semicorex.com