Раванди афзоиши кремнийи монокристалл пурра дар майдони гармӣ анҷом дода мешавад. Майдони хуби гармидиҳӣ барои беҳтар кардани сифати кристалл мусоидат мекунад ва дорои самаранокии баланди кристаллизатсия мебошад. Тарҳрезии майдони гармӣ асосан тағирот ва тағирёбии градиентҳои ҳароратро дар майдони динамикии гармӣ муайян мекунад. Мачрои газ дар камераи печь ва фарки масолехи дар майдони гарми истифодашаванда бевосита мухлати хизмати майдони гармиро муайян мекунад. Майдони гармидиҳии беасос тарҳрезишуда на танҳо парвариши кристаллҳоеро, ки ба талаботҳои сифат мувофиқанд, душвор мегардонад, балки дар доираи талаботи муайяни равандҳо як кристаллҳои мукаммалро парвариш карда наметавонанд. Аз ин рӯ, саноати кремнийи монокристалии Чечральски тарҳрезии майдони гармиро ҳамчун технологияи аслӣ мешуморад ва барои таҳқиқот ва коркарди майдони гармӣ нерӯи корӣ ва захираҳои моддиро сармоягузорӣ мекунад.
Системаи гармидиҳӣ аз маводи гуногуни майдони гармӣ иборат аст. Мо танҳо ба таври мухтасар маводҳоеро, ки дар майдони гармидиҳӣ истифода мешаванд, шинос хоҳем кард. Дар бораи тақсимоти ҳарорат дар майдони гармӣ ва таъсири он ба кашидани кристалл, мо онро дар ин ҷо таҳлил намекунем. Маводи майдони гармӣ ба кӯраи вакуумии кристаллӣ дахл дорад. Қисмҳои сохторӣ ва гармии изолятсионии камера, ки барои эҷод кардани матои мувофиқи ҳарорат дар атрофи обшавии нимноқилҳо ва кристаллҳо муҳиманд.
як. масолеҳи сохтории майдони гармӣ
Маводи асосии ёрирасон барои парвариши кремнийи монокристаллӣ бо усули Чочральский графити тозагии баланд аст. Материалхои графит дар саноати хозира роли хеле калон мебозанд. Ҳангоми тайёр кардани кремнийи монокристаллӣ бо усули Чочральский, онҳо метавонанд ҳамчун ҷузъҳои сохтории майдони гармӣ, ба монанди гармкунакҳо, найҳои роҳнамо, тигелҳо, найҳои изолятсия ва ҷўйборҳои тигелӣ истифода шаванд.
Маводи графит аз сабаби осонии тайёр кардани он дар ҳаҷми калон, коркардшавандагӣ ва хосиятҳои муқовимат ба ҳарорати баланд интихоб карда шудааст. Карбон дар шакли алмос ё графит нисбат ба ҳама гуна элемент ё пайвастагӣ нуқтаи обшавии баландтар дорад. Маводи графит хеле қавӣ аст, махсусан дар ҳарорати баланд ва гузариши электрикӣ ва гармии он низ хеле хуб аст. Ноқилияти барқи он онро ҳамчун маводи гармкунак мувофиқ мекунад ва он дорои гармии қаноатбахш аст, ки гармии тавлидшудаи гармкунакро ба тигел ва дигар қисмҳои майдони гармӣ баробар тақсим мекунад. Аммо дар ҳарорати баланд, махсусан дар масофаи дур, усули асосии интиқоли гармӣ радиатсионӣ мебошад.
Қисмҳои графитӣ дар аввал тавассути экструзия ё фишори изостатикии зарраҳои карбонатии майдаи бо пайвандак омехташуда ба вуҷуд меоянд. Қисмҳои графити баландсифат одатан изостатикӣ пахш карда мешаванд. Тамоми порча аввал карбон мешавад ва баъд дар ҳарорати хеле баланд, наздик ба 3000°С графитизатсия мешавад. Қисмҳое, ки аз ин монолитҳо коркард шудаанд, аксар вақт дар атмосфераи дорои хлор дар ҳарорати баланд тоза карда мешаванд, то ифлосшавии металлро барои мувофиқат ба талаботи саноати нимноқилҳо тоза кунанд. Бо вуҷуди ин, ҳатто ҳангоми тозакунии дуруст, сатҳи олудашавии металл аз миқдори иҷозатдодашудаи маводи монокристалии кремний баландтар аст. Аз ин рӯ, дар тарҳрезии майдони гармӣ бояд эҳтиёт шавад, то ифлосшавии ин ҷузъҳо аз ворид шудан ба сатҳи об ё кристалл пешгирӣ карда шавад.
Маводи графит каме гузаранда аст ва ин имкон медиҳад, ки металли боқимонда дар дохили он ба осонӣ ба сатҳи расад. Илова бар ин, оксиди кремний, ки дар гази тозакунанда дар атрофи сатҳи графит мавҷуд аст, метавонад ба аксари маводҳо амиқ ворид шавад ва реаксия кунад.
Аввалин гармкунакҳои яккристаллии кремний аз металлҳои оташ тобовар ба монанди волфрам ва молибден сохта шуда буданд. Баробари пухта расидани технологияи коркарди графит хосиятҳои электрикии пайвастагиҳои байни ҷузъҳои графит устувор мешаванд ва гармкунакҳои печи кремнийи яккристаллӣ волфраму молибден ва дигар гармкунакҳои моддиро комилан иваз карданд. Дар айни замон маводи графитӣ васеъ истифодашаванда графити изостатикӣ мебошад. semicera метавонад масолехи графитии изостатикии хушсифатро таъмин намояд.
Дар печьхои кремнийи монокристалии Чечральски баъзан материалхои композитии С/С ба кор бурда мешаванд ва холо онхоро барои тайёр кардани болт, гайка, тигель, плитахои борбардор ва дигар компонентхо истифода мебаранд. Маводҳои таркибии карбон / карбон (c/c) маводи таркибии карбон дар асоси нахи карбон мебошанд. Онҳо дорои қувваи баланди хос, модули баланди хос, коэффисиенти пасти тавсеаи гармӣ, гузариши хуби электрикӣ, сахтии шикастани калон, вазни хоси паст, муқовимат ба зарбаи гармӣ, муқовимат ба зангзанӣ доранд, Он дорои як қатор хосиятҳои аъло ба монанди муқовимати ҳарорати баланд аст ва дар айни замон васеъ паҳн мешавад. дар аэрокосмос, пойга, биоматериалхо ва дигар сохахо хамчун навъи нави масолехи сохтории ба харорати баланд тобовар истифода мешавад. Дар айни замон, монеаи асосие, ки маводи таркибии ватании C/C дучор мешавад, мушкилоти арзиш ва саноатсозӣ мебошад.
Барои ба вучуд овардани майдонхои гармй бисьёр дигар материалхо истифода мешаванд. Графити мустаҳкамшудаи нахи карбон дорои хосиятҳои механикии беҳтар аст; вале он гаронтар аст ва дигар талаботи лоихавиро ба миён мегузорад. Карбиди кремний (SiC) аз бисёр ҷиҳатҳо нисбат ба графит маводи беҳтар аст, аммо сохтани қисмҳои ҳаҷмашон хеле гаронтар ва душвортар аст. Бо вуҷуди ин, SiC аксар вақт ҳамчун қабати CVD барои зиёд кардани ҳаёти қисмҳои графит, ки ба гази хашмгини оксиди кремний дучор мешаванд ва инчунин барои кам кардани ифлосшавӣ аз графит истифода мешавад. Сарпӯши зиччи карбиди кремний CVD аз расидани ифлоскунандаҳои дохили маводи графити микропорус ба сатҳи таъсирбахш пешгирӣ мекунад.
Дигараш карбон CVD мебошад, ки он инчунин метавонад дар болои қисмҳои графит як қабати зич ташкил кунад. Дигар масолеҳи ба ҳарорати баланд тобовар, аз қабили молибден ё маводи сафолӣ, ки ба муҳити зист мувофиқанд, метавонанд дар ҷойҳое истифода шаванд, ки хатари олудашавии гудохта вуҷуд надорад. Бо вуҷуди ин, сафолҳои оксид барои тамоси мустақим бо маводи графитӣ дар ҳарорати баланд мувофиқати маҳдуд доранд ва дар сурати зарурати изолятсия аксар вақт алтернативаҳои каме боқӣ мегузоранд. Яке аз он нитриди бор шашкунҷа аст (баъзан аз рӯи хосиятҳои шабеҳ графити сафед номида мешавад), аммо он хосиятҳои механикии суст дорад. Молибден умуман барои барномаҳои ҳарорати баланд аз сабаби арзиши мӯътадил, паҳншавии паст дар кристаллҳои кремний ва коэффисиенти пасти сегрегатсия, тақрибан 5 × 108, ки имкон медиҳад, ки пеш аз вайрон кардани сохтори кристалл каме олудашавии молибденро фароҳам меорад.
ду. Маводҳои изолятсияи майдони гармидиҳӣ
Маводи изолятсионии маъмултарин истифодашавандаи карбон дар шаклҳои гуногун мебошад. Нами карбон аз нахҳои тунук сохта шудааст, ки ҳамчун изолятсияи гармӣ амал мекунанд, зеро онҳо дар масофаи кӯтоҳ радиатсияи гармиро борҳо манъ мекунанд. Намаки карбонии нарм дар варақҳои нисбатан тунуки мавод бофта мешавад, ки онҳо ба шакли дилхоҳ бурида мешаванд ва ба радиуси мувофиқ сахт хам карда мешаванд. Намаки муолиҷашуда аз маводи шабеҳи нах иборат буда, бо истифода аз пайвандгари дорои карбон барои пайваст кардани нахҳои пароканда ба объекти сахттар ва услубӣ истифода мешавад. Ба ҷои пайвасткунакҳо истифода бурдани буғи химиявии карбон метавонад хосиятҳои механикии маводро беҳтар кунад.
Одатан, сатҳи берунии намаки гармшудаи изолятсия бо қабати графитӣ ё фолгаи доимӣ барои кам кардани эрозия ва фарсудашавӣ ва инчунин ифлосшавии зарраҳо пӯшонида мешавад. Дигар намудҳои масолеҳи изолятсияи карбон низ мавҷуданд, ба монанди пено. Умуман, маводҳои графитизатсияшуда бартарӣ доранд, зеро графитизатсия майдони сатҳи нахро хеле кам мекунад. Ин масолеҳҳои сатҳи баланд имкон медиҳанд, ки газро камтар хориҷ кунанд ва барои ба вакууми дуруст кашидани кӯра вақти камтар сарф кунанд. Навъи дигар маводи таркибии C/C мебошад, ки дорои хусусиятҳои барҷаста ба монанди вазни сабук, таҳаммулпазирии зарар ва қувваи баланд мебошад. Дар майдонҳои гармидиҳӣ барои иваз кардани қисмҳои графит истифода мешавад, ки басомади ивазкунии қисмҳои графитро ба таври назаррас коҳиш медиҳад ва сифати монокристалл ва устувории истеҳсолотро беҳтар мекунад.
Аз рӯи таснифи ашёи хом, намаки карбонро ба намаки карбон дар асоси полиакрилонитрил, намаки карбон дар асоси вискоза ва намаки карбон дар асоси асфалт тақсим кардан мумкин аст.
Намаки карбон дар асоси полиакрилонитрил дорои миқдори зиёди хокистар аст ва монофиламентҳо пас аз коркарди ҳарорати баланд шикаста мешаванд. Ҳангоми кор, чанг ба осонӣ ба вуҷуд меояд, ки муҳити оташдонро ифлос мекунад. Дар айни замон, нахҳо ба осонӣ ба сӯрохиҳо ва роҳҳои нафаси одам ворид шуда, ба саломатии инсон зарар мерасонанд; Намаки карбон дар асоси вискоза хосиятҳои хуби гармидиҳӣ дорад, пас аз коркарди гармӣ нисбатан нарм аст ва эҳтимоли пайдоиши чанг камтар аст. Аммо буриши риштаҳои вискоза шакли номунтазам дорад ва дар рӯи нах дараҳои зиёде мавҷуданд, ки дар сурати мавҷуд будани атмосфераи оксидкунанда дар печи яккристалли кремнийи Чечральски ба осонӣ ба вуҷуд меоянд. Газҳо ба монанди CO2 боиси боришоти оксиген ва элементҳои карбон дар маводи кремнийи монокристалл мешаванд. Истеҳсолкунандагони асосӣ SGL Олмон ва дигар ширкатҳо мебошанд. Дар айни замон, намаки карбон дар асоси қатрон бештар дар саноати монокристаллҳои нимноқилӣ истифода мешавад ва иҷрои гармидиҳии он нисбат ба намаки карбон часпанда беҳтар аст. Намаки карбон дар асоси резинӣ пасттар аст, аммо намаки карбон дар асфалт тозагии баландтар ва партоби чангро камтар дорад. Истеҳсолкунандагон ширкатҳои Kureha Chemical, Osaka Gas ва ғайра мебошанд.
Азбаски шакли намаки карбон устувор нест, кор кардан номувофиқ аст. Ҳоло бисёр ширкатҳо маводи нави гармидиҳиро дар асоси намаки карбонӣ - намаки карбонӣ коркард кардаанд. Намаки карбонии шифоёфтаро намаки сахт низ меноманд. Ин намаки карбон аст, ки пас аз пошидани бо қатрон, ламинатсия, мустаҳкам ва карбонизатсия шакли муайян ва худ устуворӣ дорад.
Сифати афзоиши як кристалл кремний аз муҳити гармидиҳӣ бевосита таъсир мерасонад ва маводи изолятсияи нахи карбон дар ин муҳит нақши калидӣ мебозанд. Нахи мулоими гармидиҳии нахи карбон аз сабаби бартариҳои арзишаш, таъсири гармидиҳии аъло, тарҳи чандир ва шакли фармоишӣ дар саноати нимноқилҳои фотоэлектрикӣ бартарии назаррасро ишғол мекунад. Илова бар ин, намаки изолятсияи сахти нахи карбон аз сабаби қувваи муайян ва қобилияти баландтари он барои рушд дар бозори маводи майдони гармӣ фазои бештаре хоҳад дошт. Мо ӯҳдадор ҳастем, ки тадқиқот ва рушд дар соҳаи масолеҳи гармидиҳӣ ва пайваста оптимизатсияи сифати маҳсулотро барои пешрафт ва рушди саноати нимноқилҳои фотоэлектрикӣ мусоидат намоем.
Вақти фиристодан: 15 май-2024