Af hverju verður hálfleiðandi keramik svart eftir útsetningu fyrir háum hita?

Eðli hálfleiðara keramik
Hálfleiðara keramik eru myndlaus oxíð efni sem eru aðallega samsett úr kísiloxíðum og áloxíðum. Einkennist af háu-hitaþoli, tæringarþoli og miklum vélrænni styrkleika, þau eru mikilvæg efni sem eru mikið notuð í hálfleiðaraiðnaðinum.

 

Orsakir hár-svörtunar í hálfleiðarakeramik
Þrátt fyrir viðnám gegn háum hita og tæringu er hálfleiðarakeramik hætt við að sortna við ákveðin há-hitaskilyrði. Það eru fjölmargar orsakir fyrir þessu fyrirbæri; nokkrar hugsanlegar ástæður eru taldar upp hér að neðan:

Tilvist brennisteinssambanda eða annarra kemískra efna í gufu eða gasi: Þessi efni hvarfast við keramikyfirborðið til að mynda súlfíðútfellingarlag sem veldur því að yfirborðið verður svart.

Oxíðeyðing og byggingarbreytingar: Við háan hita geta súrefni og kísill sloppið út úr keramikkristalgrindunum og myndað holar oxíðbyggingar. Myndun þessara tóma getur leitt til svartnunar.

Of hátt suðu- og vinnsluhitastig: Við framleiðslu getur of hátt hitastig við suðu eða vinnslu valdið sprungum og svartnun yfirborðs.

Of miklir hitastigar: Meðan á sintunarferlinu stendur geta brattir hitastigar einnig valdið því að keramikyfirborðið svartna.

 

Aðferðir til að koma í veg fyrir svartan-hita
Til að koma í veg fyrir að hálfleiðara keramik sortni við háan hita er hægt að gera eftirfarandi ráðstafanir:

Stjórnaðu andrúmsloftinu til að lágmarka innkomu skaðlegra lofttegunda inn í hertuhólfið.

Stilltu vinnslu- og suðuhitastig til að forðast skaðleg áhrif of mikils hita á keramikið.

Hafa umsjón með hitastigum til að tryggja að keramikið verði ekki fyrir miklum hitamun við sintun.

Veldu hágæða keramikefni til að koma í veg fyrir svartnun af völdum efnisgalla.

 

[Niðurstaða]

Svartnun í hálfleiðara keramik við háan hita skerðir stöðugleika þeirra og endingartíma að einhverju leyti. Með því að skilja orsakir svartnunar, velja hágæða efni og vísindalega stjórna þáttum eins og vinnsluhitastigi og andrúmsloftsaðstæðum geta framleiðendur í raun komið í veg fyrir þetta fyrirbæri og aukið stöðugleika og endingu hálfleiðaravara.