সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের ব্যবহারিক এবং তাত্ত্বিক তাপ পরিবাহিতার মধ্যে ব্যবধানের কারণ

সিলিকন নাইট্রাইড (Si₃N₄) হল একটি স্ট্রাকচারাল সিরামিক উপাদান যার অভ্যন্তরীণ তাপ পরিবাহিতা প্রায় 320 W/(m·K), উচ্চ তাপ পরিবাহিতা এবং অসামান্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সমন্বিত। পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় উচ্চতর স্থিতিশীলতার জন্য ধন্যবাদ, Si₃N₄ আধুনিক সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের জন্য একটি ব্যাপকভাবে গৃহীত সিরামিক সাবস্ট্রেট প্যাকেজিং উপাদান হয়ে উঠেছে। যাইহোক, Si₃N₄ এর ব্যবহারিক তাপ পরিবাহিতা এবং এর তাত্ত্বিক মানের মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য বিদ্যমান। এই কাগজটি এই ধরনের ভিন্নতার জন্য দায়ী প্রাথমিক কারণগুলি অন্বেষণ করে।

1 জালি অক্সিজেন

Si₃N₄-এ তাপ সঞ্চালন প্রধানত ফোনন ট্রান্সমিশন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। শূন্যপদ, স্ট্যাকিং ফল্ট এবং আন্তঃগ্রানুলার অমেধ্য সহ জালির অসম্পূর্ণতা ফোনন বিক্ষিপ্তকরণকে তীব্র করে এবং সিলিকন নাইট্রাইডের তাপ পরিবাহিতাকে হ্রাস করে।

ল্যাটিস অক্সিজেন Si₃N₄ তাপ পরিবাহিতা পরিবর্তনকারী একটি নির্ধারক ফ্যাক্টর হিসেবে কাজ করে। অক্সিজেন পরমাণুগুলি Si₃N₄ জালিতে প্রবেশ করার পরে, সিলিকন শূন্যতা তৈরি হয়, ফোননকে তীব্রভাবে ছোট করে মানে মুক্ত পথ এবং তদনুসারে তাপ পরিবাহিতা হ্রাস করে। Si₃N₄-এর তাপীয় কার্যক্ষমতা বাড়াতে, কাঁচা পাউডারে অক্সিজেনের পরিমাণ কমিয়ে আনতে হবে যাতে সিন্টারিং ক্রিয়াকলাপ অপ্টিমাইজ করা যায়, যখন অতিরিক্ত অক্সিজেন দূষণ রোধ করতে সূক্ষ্ম শুরু কণার আকার বজায় রাখা হয়।

জন্য প্রচলিত sintering additivesSi₃N₄জালি অক্সিজেনের আরেকটি প্রধান উৎস। এই সংযোজনগুলি তরল পর্যায়ের মধ্যে সাধারণত 1 W/(m·K) এর নিচে তাপ পরিবাহিতা সহ আন্তঃগ্রানুলার গৌণ পর্যায় গঠন করে, যা Si₃N₄ এর বাল্ক তাপ পরিবাহিতাকে ক্ষতিগ্রস্ত করে। বিদ্যমান গবেষণা নিশ্চিত করে যে বিরল-আর্থ-অক্সাইড সিন্টারিং অ্যাডিটিভগুলি গ্রহণ করলে বিরল-পৃথিবীর উপাদানগুলির আয়নিক ব্যাসার্ধ হ্রাস পাওয়ার ফলে জালি অক্সিজেনের পরিমাণ হ্রাস পায়। সম্পূর্ণ ঘনত্ব এবং পছন্দসই শস্যের আকার সুরক্ষিত করার সময় Si₃N₄ সিরামিক সাবস্ট্রেটের উৎপাদন খরচ কমাতে কম তাপমাত্রার সিন্টারিং পছন্দ করা হয়।

অধিকন্তু, কার্বন পাউডার হ্রাস করার মাঝারি সংযোজন সেকেন্ডারি ফেজ গঠনকে দমন করে এবং জালির বিশুদ্ধতা উন্নত করে; উচ্চতর তাপ পরিবাহিতা অর্জনের জন্য অত্যধিক মুক্ত কার্বন এড়ানো উচিত।

2 সিলিকন নাইট্রাইডের স্ফটিক কাঠামো

সিলিকন নাইট্রাইড একটি শক্তিশালী সমযোজী যৌগ যার আণবিক ওজন 140.68। এর দুটি প্রচলিত পলিমর্ফ, α‑Si₃N₄ এবং β‑Si₃N₄, উভয়ই ষড়ভুজ স্ফটিক সিস্টেমের অন্তর্গত। প্রদত্ত যে Si₃N₄ সিরামিকগুলি সাধারণত 1800 °C এর উপরে সিন্টার করা হয়, β‑Si₃N₄ বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ Si₃N₄ উপাদানগুলিতে প্রভাবশালী স্ফটিক পর্যায় গঠন করে।

(1) β‑Si₃N₄ শস্য বৃদ্ধির জন্য চালিকা শক্তি

α‑থেকে‑β পর্যায় পরিবর্তনের সময় অবশিষ্ট অপরিবর্তিত α‑Si₃N₄ অবশিষ্ট থাকলে তাপ পরিবাহিতার উপর একটি সুস্পষ্ট নেতিবাচক প্রভাব পড়ে। তাই, α‑Si₃N₄ থেকে β‑Si₃N₄-এ সম্পূর্ণ ফেজ রূপান্তর উন্নত তাপ পরিবাহিতার জন্য β‑Si₃N₄-এর নিউক্লিয়েশন এবং দানা বৃদ্ধির সুবিধার্থে অপরিহার্য।

(2) জন্মানো β‑Si₃N₄ শস্যের রূপবিদ্যা

β‑Si₃N₄ দানার আকার বৃদ্ধির সাথে তাপ পরিবাহিতা লক্ষণীয়ভাবে বৃদ্ধি পায় এবং বর্ধিত অ্যানিলিং সময়কাল তাপ স্থানান্তর ক্ষমতাকে আরও বাড়িয়ে তোলে। যাইহোক, একবার শস্য একটি গুরুত্বপূর্ণ মাত্রা অতিক্রম করে, অতিরিক্ত শস্য মোটা তাপ কর্মক্ষমতা নগণ্য উন্নতি নিয়ে আসে।

3 আপেক্ষিক ঘনত্ব

আপেক্ষিক ঘনত্ব Si₃N₄ তাপ পরিবাহিতার উপর একটি বিশিষ্ট প্রভাব ফেলে। উচ্চতর পোরোসিটি সুস্পষ্ট তাপ পরিবাহিতা হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে। সাধারণভাবে, উচ্চ-তাপ-পরিবাহিতা Si₃N₄ সিরামিকগুলি উচ্চতর বাল্ক ঘনত্ব এবং তাপীয় ডিফিউসিভিটি ধারণ করে এবং বিরল-আর্থ অক্সাইডগুলি সম্পূর্ণ ঘন সিলিকন নাইট্রাইড তৈরি করতে সহায়তা করে। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের ঘনত্ব উপলব্ধি করতে লিকুইড-ফেজ সিন্টারিং বাধ্যতামূলক এবং বিভিন্ন সিন্টারিং প্যারামিটার এবং প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির অধীনে Si₃N₄ এর চূড়ান্ত ঘনত্ব পরিবর্তিত হয়। এই কারণে, উচ্চ-তাপ-পরিবাহিতা Si₃N₄ সিরামিক তৈরির জন্য উপযুক্ত সিন্টারিং কৌশল নির্বাচন করা গুরুত্বপূর্ণ।

সেমিকোরেক্স উচ্চ মানের অফার করেsআইকন নাইট্রাইড প্লেটsতাপ জারণ প্রক্রিয়ার জন্য। যদি আপনার কোন জিজ্ঞাসা থাকে বা অতিরিক্ত বিবরণ প্রয়োজন, আমাদের সাথে যোগাযোগ করতে দ্বিধা করবেন না দয়া করে.

যোগাযোগের ফোন # +86-13567891907

ইমেইল: sales@semicorex.com