Folhas de SiC versáteis para diversos usos industriais

Introdução: O Papel Essencial das Folhas de Carboneto de Silício

Seasann carbónáit sileacain (SiC) mar bhunchloch i réimse na n-iarratas tionsclaíocha ardfheidhmíochta. I measc a fhoirmeacha éagsúla, tá bileoga carbónáit sileacain tar éis teacht chun cinn mar chomhpháirt ríthábhachtach do thionscail a éilíonn airíonna teirmeacha, meicniúla agus leictreacha eisceachtúla. Ní píosaí comhréidhe ceirmeacha amháin iad na bileoga seo; is réitigh innealtóireachta iad atá deartha chun seasamh in aghaidh cuid de na timpeallachtaí oibriúcháin is dúshlánaí a bhfuil aithne ag déantúsaíocht agus teicneolaíocht orthu. Tagann a n-ilúsáideacht ó chomhcheangal uathúil de shaintréithe atá dúchasach do SiC, lena n-áirítear cruas ard, seoltacht theirmeach den scoth, friotaíocht níos fearr le caitheamh agus creimeadh, agus cobhsaíocht ag teochtaí foircneacha.

Go bunúsach, is struchtúir tanaí, cosúil le plátaí iad bileoga saincheaptha carbónáit sileacain a mhonaraítear ó charbónáit sileacain, atá oiriúnaithe do riachtanais shonracha toisí agus feidhmíochta. Ní féidir a thábhachtaíocht a áibhéil i réimsí ina dtagann ábhair chaighdeánacha gearr. De réir mar a bhrúnn tionscail teorainneacha na nuálaíochta, ag éileamh comhpháirteanna a oibríonn níos teo, níos tapúla, agus le cruinneas níos mó, leanann an t-éileamh ar ábhair ardleibhéil cosúil le bileoga SiC ag fás. Tá na bileoga seo ag cumasú dul chun cinn i réimsí ó mhonarú leathsheoltóra go hinnealtóireacht aeraspáis, ag tairiscint réitigh a fheabhsaíonn éifeachtúlacht, marthanacht agus feidhmíocht foriomlán an chórais. Tá sé ríthábhachtach d'innealtóirí, do bhainisteoirí soláthair, agus do cheannaitheoirí teicniúla atá ag iarraidh ceirmeacha ardleibhéil a ghiaráil chun buntáiste iomaíoch a fháil, tuiscint a fháil ar chumas agus ar fheidhmchláir na mbileog SiC.

Principais Aplicações: Folhas de SiC em Diversas Indústrias

Mar gheall ar na hairíonna eisceachtúla atá ag bileoga carbónáit sileacain, tá siad fíor-riachtanach i réimse leathan earnálacha tionsclaíocha. A gcumas feidhmiú go hiontaofa faoi choinníollacha foircneacha aistríonn sé go buntáistí inláimhsithe do go leor iarratas ardteicneolaíochta. Seo léiriú ar an gcaoi a n-úsáideann feidhmchláir thionsclaíocha SiC na bileoga ceirmeacha ardleibhéil seo:

Fabricação de semicondutores: Tá bileoga SiC ríthábhachtach do chórais láimhseála wafer, táblaí chuck, agus comhpháirteanna seomra mar gheall ar a n-íonacht ard, a gcobhsaíocht theirmeach, a ndéine, agus a bhfriotaíocht le creimeadh plasma. Cinntíonn siad truailliú íosta agus suíomh beacht i bpróisis ríthábhachtacha cosúil le litagrafaíocht agus eitseáil.
Eletrônica de potência: Agus iad á n-úsáid mar fhoshraitheanna agus doirteal teasa, soláthraíonn bileoga SiC bainistíocht theirmeach den scoth do ghléasanna ardchumhachta cosúil le MOSFETanna agus IGBTanna. Tá a seoltacht theirmeach ard agus insliú leictreach (do ghráid shonracha) ríthábhachtach do mhodúil cumhachta dlúth agus éifeachtach i bhfeithiclí leictreacha agus i gcórais fuinnimh in-athnuaite.
Aeroespacial e Defesa: Úsáidtear bileoga SiC éadroma i scátháin do chórais optúla, comhpháirteanna struchtúracha do shatailítí, agus go hiondúil i gceannairí ardteochta do fheithiclí hipirsóineacha. Tá a gcóimheas ard-neart-go-meáchain agus a gcobhsaíocht theirmeach ríthábhachtach. Faigheann siad úsáid freisin in iarratais armúr mar gheall ar a gcruas.
Fornos e caldeiras de alta temperatura: Mar throscán foirnéise, lena n-áirítear socraitheoirí, plátaí, agus tacaí, cuireann bileoga SiC neart eisceachtúil ar fáil ag teochtaí arda (suas le 1600°C nó níos airde), friotaíocht le turraing theirmeach, agus fad saoil, ag feabhsú éifeachtúlacht fuinnimh agus tréchur i bpróisis miotalóireachta agus ceirmeacha.
Processamento químico: Mar gheall ar a n-ineartacht cheimiceach níos fearr agus a bhfriotaíocht le gníomhairí creimneacha, tá bileoga SiC oiriúnach do líneálacha, plátaí caitheamh, agus soic i dtimpeallachtaí ceimiceacha crua, ag síneadh saolré na gcomhpháirteanna agus ag laghdú cothabhála.
Fabrikadur LED: Féadfaidh leatháin SiC feidhmiú mar fhoshraitheanna fáis do stiúir bunaithe ar GaN, ag tairiscint meaitseáil mhaith laitíse agus diomailt theirmeach, rud a chuireann le réitigh soilsithe níos gile agus níos éifeachtaí.
Innealra Tionsclaíoch: I bhfeidhmchláir a bhaineann le caitheamh agus scríobadh suntasach, amhail láimhseáil sciodair nó iompar ábhair, úsáidtear leatháin SiC mar líneálacha agus plátaí frithsheasmhacha, rud a chuireann go mór le saolré an trealaimh.
Energiezh adnevezadus: Thar leictreonaic chumhachta, déantar iniúchadh ar chomhpháirteanna SiC, lena n-áirítear leatháin, le haghaidh córais chumhachta gréine comhchruinnithe agus próisis eile tiontaithe fuinnimh ardteochta mar gheall ar a n-athléimneacht theirmeach.
Eoul ha Gaz : Is féidir le comhpháirteanna déanta as SiC nó líneáilte le SiC, a d'fhéadfadh a bheith i bhfoirm leatháin le haghaidh feidhmchláir áirithe, marthanacht fheabhsaithe a thairiscint i dtrealamh síos-pholl agus i bhfeistí rialaithe sreafa atá nochta do mheáin scríobacha agus creimneach.

Léiríonn leithead na n-iarratas seo inoiriúnaitheacht leatháin SiC. De réir mar a fhorbraíonn an teicneolaíocht, aimsítear úsáidí nua do na hábhair ardfheidhmíochta seo go leanúnach, ag brú na teorainneacha ar a bhfuil indéanta i dtimpeallachtaí tionsclaíocha éilitheacha. Is féidir leat roinnt a iniúchadh staidéir cháis rathúla ar fheidhmchláir SiC chun a dtionchar sa saol fíor a thuiscint.

Por que escolher Folhas de Carboneto de Silício Personalizadas?

Cuireann roghnú leatháin charbóin sileacain saincheaptha buntáistí iomadúla ar fáil thar ábhair chaighdeánacha nó mhalartacha, go háirithe nuair is gá critéir feidhmíochta shonracha a chomhlíonadh. Cinntíonn an cumas leatháin SiC a oiriúnú do riachtanais iarratais beachta feidhmiúlacht agus fad saoil is fearr is féidir. Seo iad na príomhbhuntáistí:

Merañ Termek Eroc'h: Léiríonn SiC seoltacht theirmeach ard (ag athrú de réir gráid, ach go ginearálta den scoth), rud a cheadaíonn diomailt teasa éifeachtach. Is féidir bileoga saincheaptha a dhearadh le tiús agus bailchríocha dromchla ar leith chun aistriú teirmeach a uasmhéadú, rud atá ríthábhachtach chun leictreonaic ardchumhachta a fhuarú nó aonfhoirmeacht teochta a chothabháil i bhfoirnéisí.
Rezistañs Uhel ouzh an Usadur hag an Abrazadur: Le cruas Mohs sa dara háit tar éis diamaint, tá SiC thar a bheith resistant do chaitheamh, creimeadh, agus scríobadh. Is féidir bileoga saincheaptha SiC a mhonarú i gcruthanna a chosnaíonn dromchlaí ríthábhachtacha i dtimpeallachtaí scríobacha, rud a chuireann go mór le saol seirbhíse na gcomhpháirteanna.
Cobhsaíocht den scoth ag Ardteocht: Coinníonn carbónáit sileacain a neart meicniúil agus a sláine struchtúrach ag teochtaí an-ard (is minic a sháraíonn sé 1400-1600°C, ag brath ar an ngrád). Is féidir bileoga saincheaptha a dhearadh chun timthriall teirmeach dian agus nochtadh fada don teas a sheasamh gan díghrádú suntasach, rud a fhágann go bhfuil siad oiriúnach do chomhpháirteanna foirnéise agus d'iarratais aeraspáis.
Inerted kimiek dreist: Tá SiC an-resistant do fhormhór na n-aigéid, na n-alcailí, agus na gceimiceán creimneach eile, fiú ag teochtaí arda. Is féidir bileoga saincheaptha a úsáid mar bhacainní cosanta nó comhpháirteanna i imoibreoirí ceimiceacha agus i dtrealamh próiseála ina ndéanfadh ábhair eile creimeadh go tapa.
Perzhioù Elektrek Taillet: Ag brath ar an bpróiseas monaraíochta agus ar an íonacht, is féidir le SiC a bheith ina leathsheoltóir nó ina ábhar an-fhriotaíoch. Is féidir bileoga saincheaptha a innealtóireacht le haghaidh seoltacht leictreach nó friotaíocht ar leith, rud a fhágann go bhfuil siad oiriúnach d'iarratais ó eilimintí téimh go foshraitheanna inslithe i leictreonaic chumhachta.
Ard-Dhéine agus Dlús Íseal: Cuireann bileoga SiC modulus Young ard ar fáil, rud a chiallaíonn go bhfuil siad an-docht agus go gcuireann siad i gcoinne dífhoirmithe. In éineacht le dlús réasúnta íseal (i gcomparáid le go leor miotail), bíonn cóimheas ard-neart-go-meáchain mar thoradh air seo, atá tairbheach do chomhpháirteanna struchtúracha éadroma in aeraspás agus i innealra beachtais.
Innealtóireacht Beachtais: Ceadaíonn saincheaptha lamháltais bheachta toisí, bailchríocha dromchla ar leith (e.g., snasta, lapped), agus geoiméadrachtaí casta (laistigh de theorainneacha déantúsaíochta), ag cinntiú go n-oireann na bileoga SiC go foirfe i dtionóil agus go bhfeidhmíonn siad mar a bhí beartaithe.
Cost-Éifeachtúlacht Optamaithe: Cé go bhféadfadh SiC a bheith níos costasaí roimh ré ná roinnt ábhar, is minic a bhíonn costas iomlán úinéireachta níos ísle mar thoradh ar a shaolré sínte, laghdú ar riachtanais chothabhála, agus éifeachtúlacht próisis fheabhsaithe in iarratais éilitheacha. Cinntíonn saincheaptha go bhfuil tú ag íoc as na hairíonna agus na toisí cruinn a theastaíonn, gan ró-innealtóireacht nó dramhaíl ábhair.

Trí bhileoga saincheaptha SiC a roghnú, is féidir le hinnealtóirí agus dearthóirí lánacmhainneacht na ceirmeacha ardleibhéil seo a ghiaráil, ag cruthú réitigh atá níos marthanaí, níos éifeachtaí agus níos iontaofa ná riamh.

Classes e Composições de SiC Recomendadas para Folhas

Ní réiteach aon-mhéid-oiriúnach do chách iad bileoga carbónáit sileacain. Baineann próisis déantúsaíochta éagsúla le gráid éagsúla SiC, gach ceann acu lena shraith uathúil airíonna. Tá sé ríthábhachtach an grád iomchuí a roghnú chun feidhmíocht agus cost-éifeachtúlacht a bharrfheabhsú in iarratais bhileog. Seo roinnt gráid SiC a mholtar go coitianta:

1. Carbónáit Sileacain-bhunaithe Imoibrithe (RBSC / SiSiC)

Deskrivadur: Arna dtáirgeadh trí réamh-fhoirm charbóin-SiC scagach a insíothlú le sileacain leáite. Imoibríonn an sileacain leis an gcarbón chun níos mó SiC a fhoirmiú, ag nascadh na gcáithníní SiC atá ann cheana féin. De ghnáth bíonn 8-15% de shileacain saor in aisce ann.
Príomh-Airíonna do Bhileoga:
- Nerzh mekanikel ha kaleter mat.
- Rezistañs stok termek dreistordinal.
- Seoltacht theirmeach ard (measartha ag sileacain saor in aisce).
- Níos éasca cruthanna casta agus bileoga níos mó a tháirgeadh.
- De ghnáth bíonn an teocht oibriúcháin teoranta go dtí thart ar 1350-1380°C mar gheall ar leáphointe an tsiliceain saor in aisce.
Feidhmchláir Bhileog Choitianta: Troscán foirnéise (battaí, plátaí), líneálacha caitheamh, malartóirí teasa, comhpháirteanna struchtúracha nach bhfuil teochtaí arda (os cionn 1380°C) mar phríomhchúram.

2. Carbónáit Sileacain Sintéirithe (SSC / SSiC)

Deskrivadur: Déanta trí phúdar fíneáil SiC a shintéiriú ag teochtaí arda (2000-2200°C), go minic le cabhair sintéirithe neamh-ocsaíd (cosúil le bórón agus carbón). Mar thoradh air sin tá ábhar dlúth, aonché
Príomh-Airíonna do Bhileoga:
- Kaleter ha dalc'h da zouzañ uhel-kenañ.
- Friotaíocht creimeadh den scoth i gcoinne aigéid agus alcailí.
- Coinníonn sé neart ag teochtaí an-ard (suas le 1600°C nó níos airde).
- Seoltacht theirmeach mhaith (go ginearálta níos airde ná RBSC).
- Is féidir é a tháirgeadh le híonacht ard.
Feidhmchláir Bhileog Choitianta: Comhpháirteanna próiseála leathsheoltóra (táblaí chuck, fáinní imeall), páirteanna caitheamh i dtimpeallachtaí an-chreimneach nó scríobach, cosaint ballistic, scaipeoirí teasa ardteochta, scátháin do chórais optúla.

3. Carburo de silicio unido con nitruro (NBSC)

Deskrivadur: Los granos de SiC están unidos por una fase de nitruro de silicio (Si3N4). Ofrece un buen equilibrio de propiedades.
Príomh-Airíonna do Bhileoga:
- Boa resistência a choques térmicos.
- Excelente resistencia a los metales no ferrosos fundidos.
- Nerzh mekanikel mat.
- Más rentable que SSiC para ciertas aplicaciones.
Feidhmchláir Bhileog Choitianta: Mobiliario de horno, componentes para la manipulación de aluminio fundido, tubos de protección de termopares (aunque menos comunes para láminas).

4. Carburo de silicio CVD (deposición química de vapor SiC)

Deskrivadur: Producido por deposición química de vapor, lo que resulta en SiC de pureza ultra alta (99,999% +). A menudo se utiliza como revestimiento en otros grados de SiC o grafito, pero también se puede formar en láminas sólidas.
Príomh-Airíonna do Bhileoga:
- Pureza y densidad extremadamente altas.
- Resistencia química superior, especialmente a plasma y gases agresivos.
- Excelentes capacidades de acabado superficial.
- Kas termek uhel.
Feidhmchláir Bhileog Choitianta: Componentes de cámaras de proceso de semiconductores, óptica, aplicaciones de alta pureza. Normalmente, más caro y de tamaño limitado.

La siguiente tabla proporciona una comparación general de estos grados comunes de SiC para aplicaciones de láminas:

Propriedade	SiC Bondet Dre Reaktiñ (RBSC)	SiC sinterizado (SSiC)	SiC staget gant nitrid (NBSC)	CVD SiC
Pureza típica de SiC	~85-92% (contiene Si libre)	>98%	~70-80% SiC (unido por Si3N4)	>99.999%
Temperadur Impl	~1380°C	~1600-1700°C	~1450°C	~1600°C (puede ser superior)
Condutividade térmica	Moderado a alto	Alta	Moderado	hag implijerien-endro, e c'hall ar broduerien dizoleiñ liveoù nevez a resisted, tizh hag hirbadusted oberiant. Bezomp o sellet ouzh un nebeud arloadoù pennañ lec'h ma vez SK oc'h ober un diforc'h bras:
Kaleter	hag implijerien-endro, e c'hall ar broduerien dizoleiñ liveoù nevez a resisted, tizh hag hirbadusted oberiant. Bezomp o sellet ouzh un nebeud arloadoù pennañ lec'h ma vez SK oc'h ober un diforc'h bras:	Uhel-Kenan	Alta	Uhel-Kenan
Resistência à corrosão	Bueno (el Si puede ser atacado)	Excelente	Muito bom	Dreist
Custo relativo	Moderado	Alta	Moderado	hag implijerien-endro, e c'hall ar broduerien dizoleiñ liveoù nevez a resisted, tizh hag hirbadusted oberiant. Bezomp o sellet ouzh un nebeud arloadoù pennañ lec'h ma vez SK oc'h ober un diforc'h bras:
Complejidad típica de fabricación de láminas	Moderada, buena para tamaños más grandes	Más complejo, algunas limitaciones de tamaño	Moderado	Alta complejidad, limitaciones de tamaño/espesor

La elección del grado correcto implica un análisis cuidadoso de los requisitos térmicos, mecánicos, químicos y eléctricos de la aplicación, así como consideraciones presupuestarias. Se recomienda encarecidamente consultar con un proveedor experimentado de láminas de SiC para tomar una decisión informada.

Considerações de Projeto para Folhas de SiC

El diseño de componentes con láminas de carburo de silicio requiere una cuidadosa consideración de las propiedades únicas del material, particularmente su fragilidad inherente y su alta dureza, que influyen en la capacidad de fabricación. Un diseño eficaz garantiza la funcionalidad, la longevidad y la producción rentable. Las consideraciones clave de diseño incluyen:

Espesor y planitud:
- El espesor mínimo y máximo alcanzable depende del grado de SiC y del proceso de fabricación. Las láminas más delgadas pueden ser más frágiles y difíciles de manipular.
- Especifique tolerancias de planitud y paralelismo realistas. Lograr una planitud muy ajustada en áreas grandes puede aumentar significativamente los costos.
Tamaño y relación de aspecto:
- Las capacidades de fabricación limitan la longitud y el ancho máximos de las láminas de SiC. Las láminas grandes y delgadas son más propensas a deformarse y romperse durante el procesamiento y la manipulación.
- Considere la relación de aspecto (longitud/ancho con respecto al espesor). Las relaciones de aspecto muy altas pueden ser un desafío.
Perfiles de bordes y esquinas:
- Las esquinas afiladas pueden ser puntos de concentración de tensión, lo que aumenta el riesgo de astillamiento o fractura. Generalmente se prefieren las esquinas redondeadas (radios).
- Especifique los requisitos de acabado de los bordes (por ejemplo, como cocido, rectificado, biselado). Los bordes biselados pueden reducir el astillamiento.
Orificios, ranuras y características:
- El mecanizado de SiC es difícil y costoso. Diseñe características como orificios y ranuras teniendo esto en cuenta. El "mecanizado en verde" (antes del sinterizado final para SSiC) a veces es posible y más rentable.
- El diámetro del orificio generalmente no debe ser inferior al espesor del material.
- La distancia entre los orificios y desde los orificios hasta los bordes debe ser adecuada para mantener la integridad estructural (normalmente de 2 a 3 veces el espesor del material o el diámetro del orificio).
- Evite las características internas complejas a menos que sea absolutamente necesario, ya que esto aumenta drásticamente los costos de mecanizado.
Merañ ar Vrizted:
- El SiC es una cerámica frágil, lo que significa que tiene baja tenacidad a la fractura. Evite diseños que sometan las láminas a altas tensiones de tracción o flexión, especialmente cargas de impacto.
- Asegure una distribución uniforme de la carga. Utilice capas intermedias flexibles si sujeta o monta láminas de SiC a otros materiales con diferentes coeficientes de expansión térmica.
- Diseñe para cargas de compresión siempre que sea posible, ya que las cerámicas son mucho más fuertes en compresión.
Dezastumadennoù Termikel:
- Si bien el SiC tiene una excelente resistencia al choque térmico, los cambios de temperatura extremos y rápidos aún pueden causar fracturas, especialmente en diseños restringidos o láminas con espesor no uniforme.
- Considere el coeficiente de expansión térmica (CTE) si las láminas de SiC forman parte de un conjunto con otros materiales. Las discrepancias de CTE pueden inducir tensión.
Rekisoù Peurlipat Gorre:
- Especifique la rugosidad superficial requerida (Ra). Las superficies cocidas estándar pueden ser suficientes para algunas aplicaciones (por ejemplo, mobiliario de horno), mientras que otras (por ejemplo, mandriles de semiconductores, espejos) requieren superficies muy pulidas o lapeadas. Los acabados más finos aumentan el costo.
Integración con otros componentes:
- Planifique cuidadosamente los métodos de montaje y fijación. Evite las cargas puntuales. Considere el uso de juntas o adhesivos flexibles formulados para cerámicas.
- La fijación mecánica (por ejemplo, pernos) es un desafío y requiere un diseño cuidadoso para evitar concentraciones de tensión alrededor de los orificios.

Se recomienda encarecidamente la colaboración temprana con su fabricante de piezas de SiC personalizadas durante la fase de diseño. Su experiencia en el procesamiento de SiC puede ayudar a optimizar el diseño para la capacidad de fabricación, el rendimiento y el costo. Abordar estas consideraciones de forma proactiva puede evitar costosas rediseños y problemas de producción en el futuro.

Tolerancia, acabado superficial y precisión dimensional de las láminas de SiC

Lograr una precisión dimensional precisa, tolerancias específicas y los acabados superficiales deseados son fundamentales para la funcionalidad de las láminas de carburo de silicio en aplicaciones de alta tecnología. Las capacidades varían según el grado de SiC, el método de fabricación y cualquier paso de posprocesamiento. Comprender estos aspectos es esencial para los equipos de adquisición e ingeniería.

Tolerâncias dimensionais:

Los componentes de SiC, incluidas las láminas, generalmente se forman a una forma casi neta y luego, si es necesario, se mecanizan a las dimensiones finales. Debido a la dureza del material, el mecanizado es un proceso costoso y que requiere mucho tiempo.

Aotreoù Boazet-Eveltañ: Para las láminas que se utilizan en su estado "como cocido" o "como sinterizado" (sin mecanizado extensivo), las tolerancias dimensionales son generalmente más amplias. Por ejemplo, la longitud y el ancho podrían ser ±0,5% a ±1% de la dimensión, y el espesor podría variar en ±0,1 mm a ±0,5 mm, según el tamaño y la ruta de fabricación.
Doderioù Usinet : Cuando se requiere una mayor precisión, las láminas de SiC se rectifican, lapean o pulen.
- Hirder/Ledander: A menudo se puede lograr a ±0,025 mm a ±0,1 mm, o incluso más ajustado para piezas más pequeñas con mecanizado especializado.
- Tevder: Se puede controlar a ±0,01 mm a ±0,05 mm, con tolerancias muy ajustadas posibles mediante el lapeado.
- Planéité/Parallélisme : Los acabados rectificados estándar podrían lograr una planitud de 0,05 mm a 0,1 mm en una cierta longitud. El lapeado puede mejorar esto significativamente, hasta unos pocos micrómetros (µm) o incluso niveles submicrónicos para aplicaciones especializadas como mandriles de obleas de semiconductores.

Es fundamental especificar solo las tolerancias que son estrictamente necesarias para la aplicación, ya que las tolerancias excesivamente ajustadas aumentan significativamente los costos de fabricación.

Dibaboù Gorread Echuiñ:

El acabado superficial de una lámina de SiC impacta su rendimiento en áreas como fricción, desgaste, sellado y reflectividad óptica. Las opciones comunes de acabado superficial incluyen:

Goude poazhañ/sintradur: La superficie que resulta directamente del proceso de fabricación a alta temperatura. La rugosidad (Ra) puede variar ampliamente, típicamente de 1 µm a 10 µm o más, dependiendo del grado de SiC y del proceso. Adecuado para aplicaciones como mobiliario de horno donde el acabado superficial no es crítico.
Douar : Se logra mediante rectificado con diamante. Produce una superficie más lisa y uniforme con Ra típicamente en el rango de 0,4 µm a 1,6 µm. Común para muchas aplicaciones mecánicas que requieren un mejor control dimensional y calidad superficial que como cocido.
Laeset: Un proceso que utiliza una lechada abrasiva fina para lograr superficies muy planas y acabados finos. Ra se puede reducir a 0,05 µm a 0,4 µm. Esencial para aplicaciones que requieren un sellado hermético o un contacto deslizante suave.
Luc'haet: Para aplicaciones que exigen superficies extremadamente lisas, a menudo reflectantes, como espejos o sustratos de semiconductores. El pulido puede lograr valores de Ra por debajo de 0,025 µm (25 nanómetros) e incluso hasta niveles de angstrom para superficies superpulidas.

Las especificaciones de acabado superficial siempre deben incluir el valor de Ra (rugosidad promedio) y, a veces, Rz (altura media pico a valle) u otros parámetros según los requisitos funcionales.

Resisded mentoniel:

La precisión dimensional se refiere a cuán estrechamente la pieza fabricada se ajusta a las dimensiones especificadas en el dibujo de ingeniería. Para las láminas de SiC, esto abarca no solo la longitud, el ancho y el espesor, sino también características como los diámetros y posiciones de los orificios, las dimensiones de las ranuras y los perfiles de los bordes.

Lograr una alta precisión dimensional para la fabricación de cerámicas técnicas como SiC implica:

Diseño y fabricación precisos del molde (para procesos de conformado neto).
Control cuidadoso de los parámetros de sinterización para gestionar la contracción.
Técnicas de mecanizado avanzadas que utilizan herramientas de diamante.
Equipos de metrología sofisticados (CMM, perfilómetros ópticos, interferómetros) para la inspección y el control de calidad.

Al especificar los requisitos, proporcione dibujos claros e inequívocos con datos y dimensionamiento y tolerancias geométricas (GD&T) bien definidos cuando corresponda. Esto garantiza que tanto el comprador como el fabricante tengan una comprensión clara de la precisión requerida, lo que ayuda a evitar malentendidos y errores costosos.

Necessidades de Pós-Processamento para Folhas de SiC

Si bien las láminas de carburo de silicio a menudo se forman a una forma casi neta, muchas aplicaciones requieren pasos de posprocesamiento adicionales para cumplir con las tolerancias dimensionales estrictas, lograr características superficiales específicas o mejorar ciertas propiedades. Dada la extrema dureza del SiC, estos procesos suelen implicar técnicas y equipos especializados.

1. Rectificado:

El rectificado con diamante es el método de posprocesamiento más común para SiC. Se utiliza para:

Lograr dimensiones precisas (longitud, ancho, espesor).
Mejorar la planitud, el paralelismo y la perpendicularidad.
Crear perfiles de bordes específicos (por ejemplo, chaflanes, radios).
Eliminar cualquier imperfección superficial del proceso de cocción.

Se utilizan diferentes tamaños de grano de diamante para lograr diferentes grados de eliminación de material y acabado superficial. El rectificado puede ser un factor de costo importante debido al desgaste de la herramienta y al tiempo de procesamiento.

2. Lapeado:

El lapeado se emplea cuando se requieren superficies excepcionalmente planas y acabados finos, a menudo más ajustados de lo que el rectificado solo puede lograr. Este proceso implica frotar la superficie de la lámina de SiC contra una placa de lapeado plana utilizando una lechada abrasiva fina.

Produce superficies muy planas (críticas para aplicaciones como mandriles de vacío o sellos).
Logra bajos valores de rugosidad superficial (Ra).
Puede mejorar el paralelismo entre las caras opuestas de la lámina.

3. Pulido:

Para aplicaciones que requieren superficies extremadamente lisas, similares a espejos (por ejemplo, espejos ópticos, sustratos de semiconductores), es necesario el pulido. Este proceso utiliza partículas abrasivas progresivamente más finas, a menudo a base de diamante, para lograr valores de Ra en el rango de nanómetros o incluso angstrom.

Crítico para aplicaciones ópticas para minimizar la dispersión de la luz.
Esencial para aplicaciones de semiconductores para garantizar superficies sin defectos para el procesamiento posterior.

4. Mecanizado por láser:

La ablación por láser se puede utilizar para crear características finas, orificios o patrones complejos en láminas de SiC que podrían ser difíciles o imposibles con el mecanizado mecánico convencional. Si bien ofrece precisión, a veces puede inducir microfisuras o efectos térmicos si no se controla cuidadosamente.

Adecuado para taladrar orificios pequeños, rayar o cortar formas intrincadas.
Puede ser más rápido para ciertas características complejas que el mecanizado mecánico.

5. Tratamiento de bordes:

Los bordes de las láminas de SiC pueden ser propensos a astillarse. Los tratamientos específicos de los bordes pueden mitigar esto:

Chaflanado: La creación de un borde biselado reduce la probabilidad de astillamiento durante la manipulación o el montaje.
Redondeo: Similar al chaflanado, los bordes redondeados pueden mejorar la durabilidad.

6. Limpieza:

Después de cualquier mecanizado o manipulación, las láminas de SiC, especialmente las destinadas a aplicaciones de alta pureza (por ejemplo, semiconductores), se someten a rigurosos procesos de limpieza para eliminar cualquier contaminante, partículas o residuos de los fluidos de mecanizado. Esto puede implicar la limpieza por ultrasonidos con disolventes especializados o agua desionizada.

7. Revestimiento:

En algunos casos, las láminas de SiC podrían recubrirse para mejorar aún más propiedades específicas:

Golo CVD SiC: Se puede aplicar una fina capa de SiC CVD ultra puro a las láminas RBSC o SSiC para mejorar la resistencia a la corrosión, reducir la generación de partículas o mejorar la pureza de la superficie para aplicaciones de semiconductores.
Otros recubrimientos funcionales: Dependiendo de la aplicación, se podrían aplicar otros recubrimientos cerámicos o metálicos, aunque esto es menos común para las propias láminas de SiC a granel y más para los componentes fabricados con ellas.

8. Recocido:

Ocasionalmente, se podría realizar un paso de recocido (tratamiento térmico) después del mecanizado para aliviar cualquier tensión interna inducida durante el proceso de eliminación de material, aunque esto es más común para piezas 3D complejas que para láminas simples.

Comprender estas necesidades de posproces

Dúshláin Choitianta le Bileoga SiC agus Conas iad a Shárú

Embora as folhas de carboneto de silício ofereçam notáveis benefícios de desempenho, trabalhar com este material cerâmico avançado também apresenta certos desafios. A consciência destes potenciais problemas e as estratégias para os mitigar são fundamentais para uma implementação bem-sucedida.

1. Fragilidade e Baixa Tenacidade à Fratura:

Desafio: O SiC é um material frágil, o que significa que pode fraturar repentinamente sem deformação plástica significativa quando sujeito a tensão excessiva, impacto ou choque térmico. Isso pode levar a lascas ou falhas catastróficas.

Estratégias para superar:

Kempenn optimizet: Evite cantos vivos e concentradores de tensão; use filetes e raios. Projete para cargas de compressão, sempre que possível. Garanta uma distribuição uniforme da carga.
Tretiñ Gant Evezh: Implemente protocolos de manuseio adequados durante a fabricação, montagem e operação para evitar impactos ou quedas acidentais.
Dibab live danvez: Algumas classes de SiC (por exemplo, RBSC) oferecem melhor resistência ao choque térmico do que outras. Escolha uma classe apropriada para as condições de ciclagem térmica.
Montagem protetora: Use camadas intermediárias ou juntas flexíveis ao montar folhas de SiC em materiais com diferentes coeficientes de expansão térmica para absorver a tensão.
Tratamentos de borda: Chanfrar ou arredondar as bordas pode reduzir a suscetibilidade a lascas.

2. Luziadur ha koust usinadur:

Desafio: Devido à sua extrema dureza, a usinagem de SiC (moagem, lapidação, perfuração) é difícil, demorada e cara. Requer ferramentas de diamante especializadas, que se desgastam, aumentando os custos.