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[行業(yè)資訊]碳化硅陶瓷在新能源領(lǐng)域的潛力[ 2022-09-05 16:13 ]

碳化硅陶瓷是從20世紀(jì)60年代開始發(fā)展起來的一種先進(jìn)陶瓷材料，由于具備化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、密度小、耐磨性能好、硬度大、機(jī)械強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕等特性，在精細(xì)化工、半導(dǎo)體、冶金、國防軍工等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。值得關(guān)注的是，在近年發(fā)展得如火如荼的鋰電池領(lǐng)域中，碳化硅陶瓷在其原料的制備環(huán)節(jié)上也同樣發(fā)揮著重要作用，如： ①磷酸鐵鋰正極材料的超細(xì)研磨磷酸鐵鋰是目前廣泛使用的鋰電池正極材料之一。由于納米粒子可減小鋰離子嵌入脫出深度和行程，保證大電流放電時容量不衰減，因此“超

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[金蒙新材料百科]大面積碳化硅陶瓷膜層化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)[ 2022-08-23 16:25 ]

光刻機(jī)等集成電路關(guān)鍵制造裝備中某些高性能光學(xué)元件對材料制備有著苛刻的要求，不僅要求材料具有高的穩(wěn)定性，還需滿足某些特定的光學(xué)性能要求。反應(yīng)燒結(jié)碳化硅經(jīng)拋光后其面型精度高，但是該材料是由碳化硅和游離硅組成的兩相材料，在研磨拋光等過程各相的去除速率不一致，無法達(dá)到更高的面型精度，因此無法滿足特定光學(xué)部件性能要求。采用反應(yīng)燒結(jié)碳化硅基體結(jié)合化學(xué)氣相沉積碳化硅(CVDSiC)膜層的方法制備高性能反射鏡，通過優(yōu)化先驅(qū)體種類、沉積溫度、沉積壓力、反應(yīng)氣體配比、氣體流場、溫度場等關(guān)鍵工藝參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)大面積、均勻CVDSi

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[金蒙新材料百科]碳化硅陶瓷反應(yīng)連接技術(shù)[ 2022-08-22 17:23 ]

全封閉、中空部件的制備一般采用連接工藝獲得，目前常用的陶瓷連接方法主要有釬焊、擴(kuò)散焊等，但這些方法均存在工藝復(fù)雜、焊接料性能同碳化硅基體差別大等缺點(diǎn)，難以滿足光刻機(jī)等集成電路制造裝備對復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件的使用要求。根據(jù)反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的工藝特點(diǎn)，將待粘接零部件進(jìn)行預(yù)處理，并通過粘接料對制品進(jìn)行粘接，隨后再進(jìn)行反應(yīng)燒結(jié)，使制品的連接與反應(yīng)燒結(jié)同步完成。通過調(diào)節(jié)粘接料的組分、控制連接工藝，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件的致密、高強(qiáng)度、無縫隙粘接。

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[金蒙新材料百科]高精度碳化硅陶瓷制品無模成型工藝[ 2022-08-20 16:21 ]

雖然采用凝膠注模成型工藝可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀陶瓷制品的近凈尺寸制備，但該工藝對模具要求高，在制備復(fù)雜大尺寸部件時需設(shè)計和制造模具，增加了時間成本和模具成本，一定程度上制約了該工藝在陶瓷結(jié)構(gòu)件批量化生產(chǎn)中的應(yīng)用。另一方面，對一些尺寸精度要求高的陶瓷部件，凝膠注模成型工藝則無法滿足其尺寸精度要求。與傳統(tǒng)“自下而上”的無模成型工藝不同，陶瓷素坯加工工藝(Greenceramicmachining,GCM)是一種“自上而下”的工藝，其原理類似金屬材料或木材的加工過程如車、

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[金蒙新材料百科]碳化硅陶瓷凝膠注模成型工藝[ 2022-08-19 10:18 ]

凝膠注成型工藝是制備碳化硅陶瓷部件的基礎(chǔ)，該工藝是一種精細(xì)的膠態(tài)成型工藝(Colloidalprocessing)，可實(shí)現(xiàn)大尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu)坯體的高強(qiáng)度、高均勻性、近凈尺寸成型，陶瓷料漿制備是凝膠注模成型工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。就碳化硅在光刻機(jī)構(gòu)件中的應(yīng)用而言，分散良好、高穩(wěn)定性水基碳/碳化硅料漿的制備是獲得優(yōu)質(zhì)、均勻結(jié)構(gòu)碳/碳化硅坯體的前提。此外，料漿具有高的固相體積分?jǐn)?shù)則可以有效減小陶瓷坯體干燥時的收縮，有利于實(shí)現(xiàn)陶瓷部件的近凈尺寸成型。相應(yīng)地，陶瓷料漿的制備需要解決兩大難題：一是碳和碳化硅兩種陶瓷粉料在相

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[行業(yè)資訊]集成電路制造裝備用精密陶瓷結(jié)構(gòu)件制備難點(diǎn)[ 2022-08-17 14:46 ]

在IC產(chǎn)業(yè)中，集成電路制造裝備具有極其重要的戰(zhàn)略地位，以光刻機(jī)為代表的集成電路關(guān)鍵裝備是現(xiàn)代技術(shù)高度集成的產(chǎn)物，其設(shè)計和制造過程均能體現(xiàn)出包括材料科學(xué)與工程、機(jī)械加工等在內(nèi)的諸多相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域的最高水平。集成電路制造關(guān)鍵裝備要求零部件材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、高導(dǎo)熱系數(shù)和低熱膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，且致密均勻無缺陷，還要求零部件具有極高的尺寸精度和尺寸穩(wěn)定性，以保證設(shè)備實(shí)現(xiàn)超精密運(yùn)動和控制，因此對材料性能以及制造水平要求非?？量獭? 碳化硅陶瓷具有高的彈性模量和比剛度，不易變形，并且具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)和低的熱膨脹系數(shù)，熱穩(wěn)定性高

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[行業(yè)資訊]光刻機(jī)用碳化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件產(chǎn)業(yè)格局[ 2022-07-08 16:42 ]

目前全球集成電路制造裝備支出達(dá)到500億美元，其中陶瓷結(jié)構(gòu)件占支出的20%以上。目前IC制造裝備用高端碳化硅陶瓷零部件70%被Kyocera、CoorsTek兩家公司壟斷，剩余部分也被歐美日企業(yè)所占據(jù)。 Kyocera和CoorsTek產(chǎn)品的特點(diǎn)是種類齊全、市場覆蓋面廣，以半導(dǎo)體用陶瓷組件為例，CoorsTek提供的精密陶瓷結(jié)構(gòu)件涵蓋了光刻機(jī)專用組件、等離子刻蝕設(shè)備專用組件、PVD/CVD專用組件、離子注入設(shè)備專用組件、晶片吸附固定傳輸專用組件等一系列產(chǎn)品；Kyocera則提供光刻機(jī)、晶圓制造設(shè)備、刻蝕機(jī)、沉

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[常見問題解答]碳化硅陶瓷精密結(jié)構(gòu)部件制備工藝[ 2022-07-07 15:39 ]

采用碳化硅作為光刻機(jī)等集成電路關(guān)鍵裝備用精密結(jié)構(gòu)件材料具有極大的優(yōu)勢。但是傳統(tǒng)的陶瓷制備工藝如注漿、干壓等很難實(shí)現(xiàn)諸如光刻機(jī)工作臺這類復(fù)雜部件的制備。為此，中國建材總院研發(fā)出一系列成型、燒結(jié)技術(shù)，解決了采用碳化硅材料制作此類部件的國產(chǎn)化問題。碳化硅陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、高彈性模量、高比剛度、高導(dǎo)熱系數(shù)、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)良性能，是一種理想的高性能結(jié)構(gòu)材料，但將其應(yīng)用于制備具有“大、厚、空、薄、輕、精”特點(diǎn)的光刻機(jī)等集成電路關(guān)鍵裝備用精密結(jié)構(gòu)件時，卻存在諸多的技術(shù)難點(diǎn)和挑戰(zhàn)，比如如何實(shí)

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[常見問題解答]碳化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件在光刻機(jī)中的應(yīng)用[ 2022-07-06 16:37 ]

集成電路制造關(guān)鍵技術(shù)及裝備主要有包括光刻技術(shù)及光刻裝備、薄膜生長技術(shù)及裝備、化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)及裝備、高密度后封裝技術(shù)及裝備等，均涉及高效率、高精度、高穩(wěn)定性的運(yùn)動控制技術(shù)和驅(qū)動技術(shù)，對結(jié)構(gòu)件的精度和結(jié)構(gòu)材料的性能提出了極高的要求。 ●碳化硅工件臺以光刻機(jī)中工件臺為例，該工件臺主要負(fù)責(zé)完成曝光運(yùn)動，要求實(shí)現(xiàn)高速、大行程、六自由度的納米級超精密運(yùn)動，如對于100nm分辨率、套刻精度為33nm和線寬為10nm的光刻機(jī)，其工件臺定位精度要求達(dá)到10nm，掩模-硅片同時步進(jìn)和掃描速度分別達(dá)到150nm/s和12

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[常見問題解答]光刻機(jī)精密部件的主選材料--碳化硅陶瓷[ 2022-07-05 14:29 ]

碳化硅陶瓷具有高的彈性模量和比剛度，不易變形，并且具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)和低的熱膨脹系數(shù)，熱穩(wěn)定性高，因此碳化硅陶瓷是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空、航天、石油化工、機(jī)械制造、核工業(yè)、微電子工業(yè)等領(lǐng)域。但是，由于碳化硅是Si-C鍵很強(qiáng)的共價鍵化合物，具有極高的硬度和顯著的脆性，精密加工難度大；此外，碳化硅熔點(diǎn)高，難以實(shí)現(xiàn)致密、近凈尺寸燒結(jié)。因此，大尺寸、復(fù)雜異形中空結(jié)構(gòu)的精密碳化硅結(jié)構(gòu)件的制備難度較高，限制了碳化硅陶瓷在諸如集成電路這類的高端裝備制造領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。目前只有日本、美國等少數(shù)幾個發(fā)達(dá)

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[行業(yè)資訊]上海硅酸鹽所在3D打印碳化硅陶瓷研究中取得新進(jìn)展[ 2022-07-04 17:25 ]

碳化硅（SiC）陶瓷由于其易氧化、難熔融、高吸光，成為3D打印陶瓷中亟待攻克的難題，目前大多數(shù)3D打印SiC陶瓷方法中打印材料固含量較低、硅含量較高、力學(xué)性能較低，普遍采用化學(xué)氣相沉積CVI（ChemicalVaporInfiltration）或者前驅(qū)體浸漬裂解PIP（PrecursorInfiltrationPyrolysis）等后處理工藝提高材料固含量來實(shí)現(xiàn)陶瓷材料綜合性能的提升，這樣勢必降低3D打印SiC陶瓷工藝的優(yōu)越性。近日，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所黃政仁研究員團(tuán)隊陳健副研究員首次提出高溫熔融沉積

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[行業(yè)資訊]MIT中國博后聯(lián)合通用電氣研發(fā)新型多尺度多孔碳化硅陶瓷熱交換器[ 2022-06-22 14:59 ]

高溫?zé)峤粨Q器被廣泛地應(yīng)用在太陽能、核能發(fā)電以及混動、電動航天等領(lǐng)域。然而，由于苛刻的操作環(huán)境，高溫?zé)峤粨Q器往往成為整個系統(tǒng)的“瓶頸”。在高溫高壓工作狀態(tài)下，使用超臨界二氧化碳替代傳統(tǒng)的蒸汽循環(huán)，會大幅度地提升能源效率。盡管高溫合金與陶瓷可承受高溫、高壓的負(fù)載，但在傳統(tǒng)的熱交換器設(shè)計中，使用這些材料制作高溫?zé)峤粨Q器不僅價格高、功率密度低，而且高溫?zé)峤粨Q器自身體積龐大、質(zhì)量大，這些不利因素嚴(yán)重地制約了其在可持續(xù)能源以及電動航空的發(fā)展。近日，美國麻省理工學(xué)院（MIT）、普渡大學(xué)以及

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[常見問題解答]碳化硅陶瓷換熱器設(shè)計時要注意的問題[ 2022-06-16 16:15 ]

碳化硅具有很高的導(dǎo)熱系數(shù)，同時其化學(xué)性能穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好，并具有優(yōu)異的抗熱震性。所以，碳化硅質(zhì)材料是陶瓷換熱器的首選材料。碳化硅在水蒸氣、含氧氣氛中存在高溫氧化問題。含氧氣氛中，碳化硅在800℃以上開始被氧化，可形成一層SiO2保護(hù)膜，在溫度高于1200℃時該保護(hù)膜即軟化被沖蝕破壞，換熱元件壽命迅速縮短。這也是一般碳化硅換熱元件最高用到1200℃的原因。碳化硅與蒸汽自1000℃開始強(qiáng)烈反應(yīng)，腐蝕生成的SiO2與水蒸氣發(fā)生揮發(fā)反應(yīng)，生成氣態(tài)的Si(OH)4，不能形成保護(hù)膜。因此在碳化硅換熱器設(shè)計

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[常見問題解答]碳化硅陶瓷換熱器為什么受歡迎?[ 2022-06-14 16:01 ]

換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。按其材質(zhì)可分為金屬、陶瓷、塑料、石墨、玻璃換熱器等。石墨、玻璃、聚四氟乙烯等換熱器主要用在低溫、中溫的條件下。在高溫條件，目前國內(nèi)絕大多數(shù)還采用金屬換熱器。然而，冶金、機(jī)械、化工等廠中的均熱爐、鍛造加熱爐、玻璃熔窯等，一般出爐煙溫度較高，若在煙道中直接安裝各種普碳鋼制的金屬換熱器，其使用壽命很短，如果采用耐熱合金鋼、稀有金屬、制成的換熱器則價格過于昂貴，投資巨大。另外，使用金屬換熱器時，不僅在高溫條件下存在耐用性問題，使用時受到酸性或堿性氣體腐蝕，

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[行業(yè)資訊]甘肅天水簽20億大單，打造碳化硅陶瓷復(fù)合產(chǎn)業(yè)園[ 2022-06-10 14:54 ]

據(jù)粉體圈消息：6月1日，甘肅天水清水縣政府與山東華貿(mào)控股集團(tuán)舉行高性能碳化硅復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)園項目簽約儀式。該項目預(yù)計投資20億元，一期建設(shè)工業(yè)廠房、辦公、研發(fā)中心等共計12萬平方米，建設(shè)3條碳化硅生產(chǎn)線，氮化硅結(jié)合碳化硅復(fù)合材料及制品生產(chǎn)線以及石英砂礦生產(chǎn)線，于2023年10月份前建成投產(chǎn)；二期將于2025年底全部達(dá)產(chǎn)。山東華貿(mào)控股集團(tuán)在清水縣投資建設(shè)高性能無壓燒結(jié)碳化硅及氮化硅結(jié)合碳化硅高耐制品等陶瓷基復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)園及配套石英砂礦項目，主要建設(shè)25萬噸高性能無壓燒結(jié)碳化硅材料、3萬噸高性能陶瓷制品生產(chǎn)線、3

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[常見問題解答]多孔重結(jié)晶碳化硅陶瓷的制備與力學(xué)性能表征[ 2022-05-09 16:20 ]

多孔重結(jié)晶碳化硅陶瓷(recrystallizedsiliconCarbides，RSiC)由于純度極高、不含晶界雜質(zhì)相而具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、耐腐蝕性能、高熱導(dǎo)率以及較小的熱膨脹系數(shù)，作為高溫結(jié)構(gòu)材料廣泛用于航空航天等領(lǐng)域。而且由于燒結(jié)過程中不收縮，可以制備形狀復(fù)雜、精度較高的部件。目前，針對RSiC的研究和應(yīng)用，一方面在于提高其致密度用于極端環(huán)境服役的高溫結(jié)構(gòu)材料，另一方面在于提高其氣孔率用于高溫過濾催化用的多孔結(jié)構(gòu)/功能材料。高溫過濾催化用多孔材料，如用作柴油車尾氣顆粒物過濾器(Die

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[金蒙新材料百科]碳化硅陶瓷換熱器的優(yōu)點(diǎn)[ 2022-04-12 14:14 ]

碳化硅陶瓷換熱器有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：（1）碳化硅陶瓷換熱器的使用方法直接、簡單、快捷、高效、環(huán)保、節(jié)能。不需摻冷風(fēng)及高溫保護(hù)，維修成本低，無需對陶瓷換熱器進(jìn)行任何操作。適用于各種環(huán)境的燃?xì)夤I(yè)窯爐的余熱回收利用，尤其解決了各種高溫工業(yè)窯爐余熱溫度過高無法利用的難題；（2）國家要求陶瓷換熱器溫度≥1000℃，由于它耐高溫，所以就可以放在高溫區(qū)域，溫度越高，換熱效果越好，節(jié)能越多；（3）高溫情況下替代金屬換熱器；（4）解決化工行業(yè)熱交換、耐腐蝕的難題；（5）碳化硅陶瓷換熱器適應(yīng)

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[常見問題解答]碳化硅陶瓷換熱器的研究背景及現(xiàn)狀[ 2022-04-11 15:11 ]

上世紀(jì)八十年代，國外曾用碳化硅化熱元件制作陶瓷換熱器。我國成都科技大學(xué)化機(jī)教研室八十年代研制碳化硅管高溫?fù)Q熱器，并于1986年用于碳酸鉀工業(yè)生產(chǎn)。該換熱器主要換熱元件由碳化硅陶瓷材料組成，高溫?zé)煔庠诠芡猓患訜釟怏w在管內(nèi)，兩者呈錯流。碳化硅管可承受1540℃高溫，所以高溫?zé)煔饪芍苯舆M(jìn)入換熱器中進(jìn)行交換。高溫?zé)煔庥休^大的輻射熱，而碳化硅管可以充分利用高溫氣體輻射傳熱和火焰輻射傳熱。該技術(shù)在碳酸鉀生產(chǎn)中應(yīng)用，節(jié)能和增產(chǎn)都獲得明顯的效果。使用碳化硅管換熱器后，空氣預(yù)熱溫度從350℃提高到500℃，加快了干燥溫度，日產(chǎn)量由

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[金蒙新材料百科]高導(dǎo)熱碳化硅陶瓷的需求量急劇增長[ 2022-03-02 09:19 ]

碳化硅作為一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，憑借其優(yōu)異的高溫力學(xué)強(qiáng)度、高硬度、高彈性模量、高耐磨性、高導(dǎo)熱性、耐腐蝕性等性能，不僅應(yīng)用于高溫窯具、燃燒噴嘴、熱交換器、密封環(huán)、滑動軸承等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，還可作為防彈裝甲材料、空間反射鏡、半導(dǎo)體晶圓制備中夾具材料及核燃料包殼材料。隨著科技的不斷發(fā)展，碳化硅陶瓷在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用需求量急劇增長，而高熱導(dǎo)率是其應(yīng)用于半導(dǎo)體制造設(shè)備元器件的關(guān)鍵指標(biāo)，因此加強(qiáng)高導(dǎo)熱碳化硅陶瓷的研究至關(guān)重要。減少晶格氧含量、提高致密性、合理調(diào)控第二相在晶格中的分布方式是提高碳化硅陶瓷熱導(dǎo)率的主要方法

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[行業(yè)資訊]絲瓜衍生環(huán)保型碳化硅陶瓷基復(fù)合相變材料[ 2022-02-19 10:22 ]

據(jù)悉南京航空航天大學(xué)低碳航空動力與綠色能源創(chuàng)新團(tuán)隊宣益民院士、劉向雷教授等人在Energystoragematerials上發(fā)表了題為“Loofah-derivedeco-friendlySiCceramicsforhigh-performancesunlightcapture,thermaltransport,andenergystorage”的研究論文。該工作在團(tuán)隊前期研究（Mater.TodayEnergy,21(2021)100764；Sol.EnergyMaterSol.Cells

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