碳化硅微粉市场

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碳化硅微粉市场

来源:全球光伏网/光伏信息报作者:王洁时间:2011-10-26

光伏晶硅片切割是目前供料器线切割微分最大的市场,而碳化硅微粉作为晶硅片切割很重要的一种辅料,其市场需求随着光伏行业的发展一直保持着旺盛的增长势头。

光伏晶硅片切割是目前供料器线切割微分最大的市场,而碳化硅微粉作为晶硅片切割很重要的一种辅料,其市场需求随着光伏行业的发展一直保持着旺盛的增长势头。然而进入5月份以来,碳化硅微粉市场价格开始松动,产品需求锐减,企业都不同程度的受到了影响。本期笔者通过调研将对以下问题进行解答:企业怎样看待目前的碳化硅市场?行业间的竞争是否是导致这次市场波动的诱因?碳化硅微粉的价格又会如何变化?未来的碳化硅微粉市场将朝向哪个方向发展?

行业人士曾这样说过:“碳化硅微粉是光伏企业手中的刀具,谁拥有了最好的刀具,谁就占有了最好的切割先机”。从这句话中不难看出碳化硅微粉在切片行业中的地位是举足轻重的。随着光伏行业的迅猛发展,该产业对于硅片的需求日渐升温,数量越来越大,而碳化硅微粉做为生产晶硅片的重要辅料,对其需求量自然也日益增加。国内碳化硅微粉主要分为黑碳化硅微粉和绿碳化硅微粉两类,由于黑碳化硅微粉和绿碳化硅微粉的工艺和成分有区别,致使市场上对于这两种产品的需求也不相同。目前国内主要还是以绿碳化硅微粉为主,因为它本身的特质决定了其更适合用于光伏、半导体晶硅片的切割刃料环节,所以绿碳化硅微粉的使用量要高于黑碳化硅微粉。我国是碳化硅生产和出口大国,2009年碳化硅总产量达53万吨多,占全球总量的56.3%,居世界第一。2010年碳化硅总产量达70万~80万吨,截至目前,2011年的碳化硅产量已达到30万~40万吨。

四种因素致使市场状况不乐观

受光伏行业不景气的影响,碳化硅微粉这一备受青睐的产业,在进入5月份后出现了疲软,碳化硅微粉市场开始出现价格松动、需求锐减的态势,很多碳化硅企业在产值和产品价格上都受到了不同程度的影响。在调查中,有个别厂家反映,目前的碳化硅微粉市场需求不乐观,价格又太低,有点儿2008年经济危机的味道。到底是什么原因造成目前的碳化硅微粉市场需求疲软?笔者为此采访了几家规模不同的企业,看企业如何看待目前的市场现状。

国内最大的碳化硅微粉制造企业之一——江苏大阳微粉科技有限公司经理陈栋针认为,市场上的新砂供过于求,市场对碳化硅微粉的需求出现锐减,多半是由于企业盲目扩产以及切割刃料的回收循环再利用造成的。从近期来看,实力强大的碳化硅微粉企业不会受到太大的影响,这些企业对于碳化硅市场还是很有信心的。江苏大阳公司只是在价格上稍有变动,在产量上还是保持着全年10万吨的生产计划,没有减少,目前该公司的碳化硅微粉产量达到6万吨。

江阴巨能微粉科技有限公司年产碳化硅微粉10000吨左右。巨能公司市场部杨一透露:“进入5月份以来碳化硅市场行情冷淡,价格松动的主要原因还是受光伏行业整体不景气的影响。”毕竟绿碳化硅微粉是得益于光伏行业的崛起而兴起的,所谓牵一发而动全身,目前的局势便是如此。碳化硅微粉作为辅料主要用于晶硅片切割,所以市场对晶硅片需求量的大小牵动着碳化硅微粉的市场走势。据了解,市场下滑让企业总产量下降,企业生存面临很大的困境,“我们的下游客户因为生意难做,出现拖欠资金的情况,这无疑让我们的处境雪上加霜”!

河南新密市碳化硅厂属于碳化硅企业中的中小企业,年生产绿碳化硅微粉10000吨,黑碳化硅微粉8000吨,该公司驻佛山办事处市场部经理李洁表示:“今年的市场让人很费解,变化太大了,而且总是忽高忽低。“5月份之前,碳化硅微粉的市场销量一直不错,进入5月份后客户的订单忽然少了很多。此外,由于碳化硅微粉价格持续走低,很多下游小厂家担心货到手后价格会继续下降,害怕不但没有赚到钱反而赔了,所以他们大都不敢进货,这种心理造成公司产品销路不是很好。事实证明,下游厂家的担心并不是没有道理的。现在新密市碳化硅厂已经受到了影响,只能通过对碳化硅微粉减产来确保公司能度过这场市场危机。无独有偶,临沂市金蒙碳化硅有限公司市场部人员对目前的市场形势也表达了同样的看法:“5月份之后的碳化硅微粉市场不景气,且在短期内市场不是很乐观,我们公司也受到了影响。”

部分企业认为,行业竞争也是致使碳化硅市场不景气的一个原因。行业竞争一直不曾消停,碳化硅微粉处于发展初期时,产业竞争不可避免地会出现趋于集中的现象。碳化硅行业准入门槛相对较低,大量企业和资本涌入,造成企业数量多、规模小、比较分散的不良格局。企业要想在碳化硅行业生存和发展,竞争自然是不可避免的。行业间的竞争虽然不是这次市场疲软的主要诱因,但绝对是影响因素之一。

企业间的较量无非是经济实力、公司规模、市场营销策略和产品质量的竞争。首先,拥有一定规模和核心竞争力的企业,其资金投入一般很大,毕竟资金可以决定企业的规模,也是企业生存的先决条件。资金越雄厚企业规模就越大,企业的市场占有率才会越高;其次是公司的营销策略。一套好的营销策略可以把企业推向制高点,提高企业在行业内的知名度与地位;最后,产品是企业的王牌,企业要想在碳化硅行业崭露头角,要想不断开发新客户、新市场还得用产品来说话。产品的优劣直接关系到企业的生存,这是企业打开市场的敲门砖。另外,降低产品价格也是企业获得市场份额、提高合作几率的重要营销策略。

归纳起来,“不乐观”是企业对目前碳化硅微粉市场的形象概括。造成目前碳化硅微粉市场需求疲软、价格混乱且下滑的原因可以归纳为四点:一是受光伏产业不景气的影响,碳化硅市场需求锐减;二是企业间的盲目扩产,造成产能过剩;三是废砂浆的高回收占据了新砂市场;四是企业之间的恶性竞争所致。

市场“以旧换新” 价格下滑

因为碳化硅微粉行业本身属于微利行业,目前受多方面因素影响,预计该行业利润还将进一步下降,企业要赢利就需不断地降低成本。部分光伏企业为了生存和发展,对废砂浆进行回收再利用,这虽然可以使企业在使用切割液和碳化硅微粉上降低至少50%的成本,但利用回收的废砂浆生产出的产品其质量大打折扣。回收的废砂浆一定程度上抢占了新砂浆的市场份额,使市场上对于新砂浆的需求远低于回收的废砂浆,扰乱了砂浆的市场价格。其实这不但使碳化硅行业面临严重的挑战,也使下游光伏产业的发展受到影响。

一直以来市场上砂的价格形态迥异,没有准确的价格数据,有业内人士透露“砂的质量不同价格也不同,现在好多掺回收砂的,所以价格比较乱”。杨一对碳化硅微粉价格分析道:“由于市场波动,碳化硅微粉不但产量下降,就连碳化硅微粉的价格也受上游原料的影响而变动。碳化硅微粉价格有浮动周期,最短平均每半个月价格波动一次,最长也超不过一个月,且每次波动价格都呈下滑趋势,到目前为止并没有太大的好转。”今年6月份,绿碳化硅较3月份每吨下降了近千元,截至目前价格还在走跌。最常用的碳化硅微粉1500#1200#的回收价是13000~15000元/吨,新砂价是18000~20000元/吨左右,还有企业提供的常规砂价格大约在24000元/吨左右。

专家表示,生产碳化硅微粉的企业必须具备三点:第一,资金要足够大;第二,质量要有保障;第三,要有固定的客户。唯有这样才能保证企业做大做强,才能拥有利润增长的空间。江苏大阳陈经理表示:“这三点是不可置否的,但还有一点是必须具备的,那就是服务。只有多层次、持续地满足客户需求,并最大程度地为客户创造更多的附加价值,才能拥有忠实的客户和持续增长的业绩。”要想让碳化硅微粉市场健康有序的发展,碳化硅企业还需要开辟新的市场空间,有效地进行整合。目前太阳能级多晶硅、光伏电池板及多晶硅的价格都在下滑,这并不是坏现象,反而能把行业各环节带到更理性的发展轨道上,希望此次市场波动能够让碳化硅微粉行业更加理性的发展。

行业整合之势凸显

2011年的光伏市场由于受国外光伏补贴政策摇摆不定和光伏装机容量下降的双重影响,市场库存激增,使得光伏行业遇冷。虽然经过一段时间的市场调节,各国补贴下调幅度也趋于缓和,光伏市场有回暖迹象,但是总体局势还不容乐观。目前欧洲对于组件的需求量相比去年呈下降趋势,这直接影响着国内光伏行业的发展,而光伏行业又是影响碳化硅微粉市场冷暖的主要因素,所以看待碳化硅微粉市场还是要从短期和长期来区分看待。近期来看,由于今年受到光伏行业的影响,市场对于碳化硅的需求量在30万~40万吨左右,相比于去年70万~80万吨的需求量,差距较大。杨一表示:“从9月份到年底碳化硅微粉市场的需求不会太大,目前的市场局势将会持续到明年的4、5月份,之后会有好转。”

当前的碳化硅微粉市场需求萎靡不振,是目前整个光伏行业遇冷的一个缩影。总体来说是由于国内光伏行业不景气、企业盲目扩产、行业竞争加剧所至。业内人士指出,这并不是什么坏事,行业进入整合期对于碳化硅微粉产业的未来是有利的。从长远来看,未来国际市场对于碳化硅微粉的需求量将以15%~20%的速度递增,随着光伏行业的逐渐回暖,碳化硅微粉市场的前景依然被看好。

碳化硅微粉市场也会走光伏行业的整合之路,这是事物发展的必然规律。每个行业发展都会经过摸索、研究,最后走上健康有序的市场发展轨道。在这期间,市场波动或整合给企业带来的损失也都是正常的,只是让中小企业面临一定的困境,因为其不论在技术还是产品品质上,都缺乏核心竞争力。5月份以来的市场波动已经促使一些碳化硅中小企业出现减产的迹象,市场整合过程中所产生的连带反应不容小觑,希望企业在面临这种状况时,能够有足够的耐力度过危机,而不只是昙花一现成为市场整合中的牺牲品。

碳化硅行业发展前景简析

碳化硅行业发展前景简析 【引言】近年来,在低碳经济大潮的带动下,太阳能光伏产业迅猛发展,作为光伏产业用的材料,碳化硅特别是绿碳化硅的销售市场异常火爆,使得众多磨料磨具业界人士开始格外关注碳化硅行业。在2010年秋季全国磨料磨具行业信息交流暨第52届中国刚玉碳化硅交易会的小组分会中,碳化硅分会场一改往届与其它分会场相比人气不足的常态,势压刚玉、磨具分会场成为人气最高、讨论最激烈的会场。会上中平能化集团易成新材料有限公司董事长孙毅就碳化硅行业的发展前景作了系统的分析。 一、碳化硅行业发展现状 总量大 中国是碳化硅的生产大国和出口大国,2009年碳化硅总产量达53.5万吨左右,占全球总数的56.3%,居世界第一。我们预计,2010年截止9月份仅绿碳化硅产量就将达到80万吨。 附加值低 碳化硅行业产量大,但缺乏竞争力。尽管产量足够供应,中国制造的碳化硅产品大部分是低端和初步加工,对于某些需求供应高附加值的成品和深加工产品存在很大的差距。尤其是高性能工程陶瓷、用以高端的研磨粉等产品的供应还远远没有满足,核心技术大多仍由日本控制。主要还是靠进口弥补国内市场的不足。 光伏行业带动出现机会 随着传统矿物质能源日益枯竭,以太阳能电池为代表的光伏产业得到迅速发展。据我国正在制定的《新兴能源产业发展规划》显示,到2020年可再生能源消费占一次能源消费中的比例要达到15%,光伏产业发展趋势总体呈现稳中有升。 碳化硅是光伏产业链上游环节——晶硅片生产过程中的专用材料,受光伏行业发展的带动,碳化硅行业通过产品结构升级和下游需求的扩展带来了一些机会。 不确定性 尽管如此,由于碳化硅生产属于高耗能、高污染,受到能源短缺的阻碍和国家能源节约的政策影响,还有一些具体审查和批准新项目受到闲置,比如低电价优惠的有关政策已经被取消;目前国家严格控制新项目,原有6300KV A以下规模的碳化硅冶炼要求强制关停。所以碳化硅行业的未来发展将面临很多不确定性 二、碳化硅行业竞争格局分析 1.外部经济环境

碳化硅粉体的制备及改性技术

随着科学技术的发展, 现代国防,空间技术以及汽车工业等领域不仅要求工程材料具备良好的机械性能,而且要求其具有良好的物理性能。碳化硅(SiC)陶瓷具有高温强度和抗氧化性好、耐磨性能和热稳定性高、热膨胀系数小、热导率高、化学稳定性好等优点,因而常常用于制造燃烧室、高温排气装置、耐温贴片、飞机引擎构件、化学反应容器、热交换器管等严酷条件下的机械构件,是一种应用广泛的先进工程材料。它不仅在正在开发的高新技术领域(如陶瓷发动机、航天器等)发挥重要作用,在目前的能源、冶金、机械、建材化工等[1]领域也具有广阔的市场和待开发的应用领域。为此,迫切需要生产不同层次、不同性能的各种碳化硅制品。碳化硅的强共价键导致其熔点很高,进而使SiC粉体的制备、烧结致密化等变得更加困难。本文综述了近些年碳化硅粉体的制备及改性、成型和烧结工艺三个方面的研究进展。 [1]蔡新民,武七德,刘伟安.反应烧结碳化硅过程的数学模型[J].武汉理工大学学报, 2002, 24(4): 48-50 1 碳化硅粉体的制备及改性技术 碳化硅粉体的制备技术就其原始原料状态主要可以分为三大类:固相法、液相法和气相法。 1.1 固相法 固相法主要有碳热还原法和硅碳直接反应法。碳热还原法又包括阿奇逊(Acheson)法、竖式炉法和高温转炉法。SiC粉体制备最初是采用Acheson法[2],用焦炭在高温下(2400 ℃左右)还原SiO2制备的,但此方法获得的粉末粒径较大(>1mm),耗费能量大、工艺复杂。20世纪70年代发展起来的ESK法对古典Acheson法进行了改进,80年代出现了竖式炉、高温转炉等合成β-SiC粉的新设备。随着微波与固体中的化学物质有效而特殊的聚合作用逐渐被弄清楚,微波加热合成SiC粉体技术也日趋成熟。最近,L N. Satapathy等[3]优化了微波合成SiC的工艺参数。他们以Si+2C为起始反应物,采用2.45 GHz的微波在1200-1300 ℃时保温5分钟即可实现完全反应,再通过650 ℃除碳即可获得纯的β-SiC,其平均粒径约0.4 μm。硅碳直接反应法又包括自蔓延高温合成法(SHS)和机械合金化法。SHS还原合成法利用SiO2与Mg之间的放热反应来弥补热量的不足,该方法得到的SiC粉末纯度高,粒度小,但需要酸洗等后续工序除去产物中的Mg。杨晓云等[4]将Si 粉与C 粉按照n(Si):n(C) = 1:1制成混合粉末,并封装在充满氩气的磨罐中,在WL-1 行星式球磨机上进行机械球磨,球磨25 h 后得到平均晶粒尺寸约为6 nm 的SiC 粉体。 [2] 宋春军,徐光亮. 碳化硅纳米粉体的合成、分散与烧结工艺技术研究进展[J].材料科学与工艺,2009,17(2):168~173 [3] L N. Satapathy,P D. Ramesh,Dinesh Agrawal,et al. Microwave synthesis of phase-pure, fine silicon carbide powder[J].Materials Research Bulletin, 2005, 40(10):1871-1882. [4] 杨晓云, 黄震威. 球磨Si, C 混合粉末合成纳米SiC 的高分辨电镜观察. 金属学报,2000, 36(7): 684-688. 1.2 液相法 液相法主要有溶胶-凝胶(Sol-gel)法和聚合物热分解法。溶胶凝胶法为利用含Si和含C的有机高分子物质,通过适当溶胶凝胶化工艺制取含有混合均匀的Si和C的凝胶,然后进行热解以及高温碳热还原而获得碳化硅的方法。Limin Shi等[5]以粒径9.415 μm的SiO2为起始原料,利用溶胶凝胶法在其表面包覆一层酚醛树脂,通过热解然后1500 ℃于Ar气氛下进行还原反应,获得了粒径在200 nm左右的SiC颗粒。有机聚合物的高温分解是制备碳化硅的有效技术:一类是加热凝胶聚硅氧烷,发生分解反应放出小单体,最终形成SiO2和C,再由碳还原反应制得SiC 粉;另一类是加热聚硅烷或聚碳硅烷放出小单体后生成骨架,最终形成SiC 粉末。

第三代半导体面SiC碳化硅器件及其应用

件)器及其应用i三第代半导体面-SC(碳化硅以其优良的物理化学特性和电特性成为制SiC作为一种新型的半导体材料,造短波长光电子器件、高温器件、抗辐照器件和大功率/高额电子器件最重器件的特性要的半导体材料.特别是在极端条件和恶劣条件下应用时,SiC器件和各类传感器已逐步成为SiCGaAs器件.因此,远远超过了Si器件和关键器件之一,发挥着越来超重要的作用. 从20世纪80年代起,特别是1989年第一种SiC衬底圆片进入市场以来,SiC器件和电路获得了快速的发展.在某些领域,如发光二极管、高频大功率和高电压器件等,SiC器件已经得到较广泛的商业应用.发展迅速.经过近10年的发展,目前SiC器件工艺已经可以制造商用器件.以Cree为代表的一批公司已经开始提供SiC器件的商业产品.国内的研究所和高校在SiC材料生长和器件制造工艺方面也取得厂可喜的成果.虽然SiC材料具有非常优越的物理化学特性,而且SiC器件工艺也不断成熟,然而目前SiC器件和电路的性能不够优越.除了SiC材料和器件工艺需要不断提高外.更多的努力应该放在如何通过优化S5C器件结构或者提出新型的器件结构以发挥SiC材料的优势方面. 1 SiC分立器件的研究现状 目前.SiC器件的研究主要以分立器件为主.对于每一种器件结构,共最初的研究部是将相应的Si或者GaAs器件结构简单地移植到SiC 上,而没有进行器件结构的优化.由于SiC的本征氧化层和Si相同,

均为SiO2,这意味上制造出来.尽管只是简SiC帕型器件都能够在M 器件特别是Si着大多数. 单的移植,可是得到的一些器件已经获得了令人满意的结果,而且部分器件已经进入厂市场.S iC光电器件,尤其是蓝光发光二极管在20世纪90年代初期已经进入市场,它是第一种大批量商业生产的SiC器件.日前高电压SiC肖特基二极管、SiC射频功率晶体管以及SiC MOSFET和MESFET等也已经有商业产品.当然所有这些SiC产品的性能还远没有发挥SiC材料的超强特性,更强功能和性能的SiC器件还有待研究与开发.这种简单的移植往往不能完全发挥SiC材料的优势.即使在SiC器件的一些优势领域.最初制造出来的SiC器件有些还不能和相应的Si或者CaAs器件的性能相比. 为了能够更好地将SiC材料特性的优势转化为SiC器件的优势,目前正在研究如何对器件的制造工艺与器件结构进行优化或者开发新结构和新工艺以提高SiC器件的功能和性能. 1.1 SiC肖特基二极管 肖特基二极管在高速集成电路、微波技术等许多领域有重要的应用.由于肖特基二极管的制造工艺相对比较简单,所以对SiC肖特基二极管的研究较为成熟.普渡大学最近制造出了阻断电压高达4.9kV 的4H-SiC肖特基二极管,特征导通电阻为43mΩ?c㎡,这是目前SiC 肖特基二极管的最高水平. 通常限制肖特基二极管阻断电压的主要因素是金—半肖特基接触边

碳化硅工艺过程

生产技术 一、生产工艺 1.碳化硅 原理:通过石英砂、石油胶和木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成,主要反应机理是SiO2+3C----SiC+2CO。 碳化硅电阻炉制炼工艺:炉料装在间歇式电阻炉内,电阻炉两端端墙,近中心处是石墨电极。炉芯体连接于两电极之间。炉芯周围装的是参加反应的炉料,外部则是保温料。冶炼时,给电炉供电,炉芯温度上升,达到2600~2700℃。电热通过炉芯表面传给炉料,使之逐渐加热,达到1450℃以上时,即发尘化学反应,生成碳化硅,并逸出一氧化碳。随着时间的推移,炉料高温范围不断扩大,形成碳化硅愈来愈多。碳化硅在炉内不断形成,蒸发移动,晶体长大,聚集成为—个圆筒形的结晶筒。结晶筒的内壁因受高温,超过2600℃的部分就开始分解。分解出的硅又与炉料中的碳结合而成为新的碳化硅。 破碎:把碳化硅砂破碎为微粉,国内目前采用两种方法,一种是间歇的湿式球磨机破碎,一种是用气流粉末磨粉机破碎。我公司已由气流粉末磨碎机代替湿式球磨机破碎。 湿式球磨机破碎时用是用湿式球磨机将碳化硅砂磨成微粉原料,每次需磨6-8小时。所磨出的微粉原料中,微粉约占60%左右。磨的时间越长,则微粉所占的比例越大。但过粉碎也越严重,回收率就会下降。具体的时间,应该与球磨比、球径给配、料浆浓度等工艺参数一起经实验优选确定。该方法最大的优点就是设备简单,缺点是破碎效率较低,后续工序较复杂。

雷蒙磨粉机工作原理是:颚式破碎机将大块物料破碎到所需的粒度后,由提升机将物料输送到储料仓,然后由电磁振动给料机均匀连续地送到主机的磨腔内,由于旋转时离心力作用,磨辊向外摆动,紧压于磨环,铲刀与磨辊同转过程中把物料铲起抛入磨辊与辊环之间,形成填料层,物料在磨辊与磨环之间进行研磨。粉磨后的粉子随风机气流带到分级机进行分选,不合要求的粉子被叶片抛向外壁与气流脱离,粗大颗粒在重力的作用F落入磨腔进行重磨,达到细度要求的细粉随气流经管道进入大旋风收集器,进行分离收集,再经卸料器排出即为成品粉子,气流由大旋风收集器上端回风管吸入鼓风机。在磨腔内因被磨物料中有—定的水分,研磨时发热,水气蒸发,以及各管道接口不严密,外界气体被吸入,使循环风量增高,为保证磨机在负压吠态下工作,增加的气流通过余风管排入除尘器,被净化后排入大气。整个气流系统是密闭循环的,并且是在正负压状态下循环流动的。该法最大的优点是效率较高。而且后续工序较简单。 2、碳化硅微粉 (一)、碳化硅微粉的生产

用低纯碳化硅微粉烧结碳化硅陶瓷

第34卷第1期2O06年1月 硅酸盐学报 JOURNAL()FTHECHINFSECERAMICSoCIETY VoI.34,N()l January,2006用低纯碳化硅微粉烧结碳化硅陶瓷 武七德1,孙峰1,吉晓莉1,田庭燕2,郝慧1 1.武汉理工大学.畦酸盐材料工程教育部重点实验守,武汉430070;2山东大学 材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室,济南25∞61) 摘要:用工业崖料坻纯w3.spmstc擞粉为原料,在№保护下娆结碳化硅(s,t、)陶瓷。研究了低纯slc徽粉中杂质对蜀c陶瓷力学性能的影响,对比了徽粉提纯后材料的性能‘』结构。通过扫描电镜、金相显馓镜分析材料的显微结构。结果表明:微粉杂质中st魄、金属氧化物在&c烧结温度下的放气反麻是影响陶瓷材料力学性能的主耍目素。由低纯s?c材制得的材料的烧结密度达到(3.15士o01)g/cm3,抗折强度达到(ddl±10)MPa。 关键词:碳化硅;反应烧结;显微结构 中圈分类号:T锄74文献标识码:A文章编号:04545648(2006)0】∞一05 SII.ICoNCARBIDECERAMICSPREPAREDWlTHL()WPURESILICoNCARBIDEMICRo—PoWDERSwuQ2dPl,su~凡n∥,JJxi40“1,1』ANTiwgy。n2,HA0¨“21 (1.KeyI,ab()raturyforS11LcateMatemIsscLcnceandEnglneeringofMmlstryofEducatlon,W1lhan UnlvcrsltyofTechn0109y WuI、an 430070;2.KeyLab。ratoryf01I.1quldStⅢLu rea11dHer列I‘y(】fMlnk【ryEduca¨on, ShandongUnjversl‘y?Jlnall2j0061,Chlna) Abstr{Ict:Reactlon—b(mdcdslJLc。ncarblde(RRS(:)ccranll刚erepreparedwlthindu“rLalscfapsIowpLlmySl(:叫ropowders.T11eaveragegralnslzcofL1】。powder】s3.5"ml、helnfluenceoflmpllⅢ1…)fpow山rsonthemate¨aI。smechanicalpropeftle8wasstudied,andacomparisonwasmade“)matcnakpr印ared州thpunfylngpowdtrbyhydrochlo¨ca虬dThIILIcro乱ructureofsI】£concarbldeccranIicswasInvesttgatedby黜Immg elecfro㈣c㈣ce)p㈨jdo阱lca】m£croscope.Thercsuhss}、owthatthekeyfactorstoL11enlaterlal’smechanlcaIpropertlesaretheexcludlngS102,andthe metalllc()xId㈣acLedwtthotherrawmatelr】alsandrelcasedgasathlghtemperaturesT}1esIntereddenslly()fthcmaLeflalmadeoflowpl】rltyS1Cls(315=001)g/cm。andtheflⅢralsIrenEth1s(d4】±10)MPaatroomtemDeraturc Keywo州s:slnconcarhId。;reacLl。11bonded;mlcr()structurc 反应烧结碳化硅(reaction_bondeds1Iiconca卜hide,RBsc)具有反应温度低且时间短,可近净尺寸烧结,可烧结复条形状制品等优点,自50年代发明以来就得到人们的广泛关注”。3]。但是,传统反应烧结T艺中所需两c原料的纯度较高,因而其制备能耗高,环境污染严重,生产成本大。目前,国内sic生产厂家每年都囤积大黾的收尘尾粉。网尾粉的牲度细,杂质含量高,成分波动大阻碍1r它的进一 收稿日期:200j—06—15。修改稿收到日期:z005—10一lo 第一作者:武已德(19t9~),男.教授。步利用。丈量尾粉既占用贮存用地又增加生产成本。凼此,允分利用尾粉已成为Sic生产厂家的当务之急。 实验中制备RBsc所需的sic微粉全部采用国内某两c磨料生产厂家提供的收尘器中的低纯Sjc尾粉,通过适当的工艺制备出最高密度为3.15g/cw,最大抗折强度为(441±10)MPa的RBsc陶瓷材料。 R戗eiveddate:2∞5—061j.Approveddate:20051010 Firsta砒hor;WUQ1小(1949).ⅢaI}+profe3soL E—mni-:Ⅵ1qIfk@nlall.whuteducn  万方数据

第三代半导体面SiC碳化硅器件及其应用

第三代半导体面-SiC(碳化硅)器件及其应用 作为一种新型的半导体材料,SiC以其优良的物理化学特性和电特性成为制造短波长光电子器件、高温器件、抗辐照器件和大功率/高额电子器件最重要的半导体材料.特别是在极端条件和恶劣条件下应用时,SiC器件的特性远远超过了Si器件和GaAs器件.因此,SiC器件和各类传感器已逐步成为关键器件之一,发挥着越来超重要的作用. 从20世纪80年代起,特别是1989年第一种SiC衬底圆片进入市场以来,SiC器件和电路获得了快速的发展.在某些领域,如发光二极管、高频大功率和高电压器件等,SiC器件已经得到较广泛的商业应用.发展迅速.经过近10年的发展,目前SiC器件工艺已经可以制造商用器件.以Cree为代表的一批公司已经开始提供SiC器件的商业产品.国内的研究所和高校在SiC材料生长和器件制造工艺方面也取得厂可喜的成果.虽然SiC材料具有非常优越的物理化学特性,而且SiC器件工艺也不断成熟,然而目前SiC器件和电路的性能不够优越.除了SiC材料和器件工艺需要不断提高外.更多的努力应该放在如何通过优化S5C器件结构或者提出新型的器件结构以发挥SiC材料的优势方面. 1 SiC分立器件的研究现状 目前.SiC器件的研究主要以分立器件为主.对于每一种器件结构,共最初的研究部是将相应的Si或者GaAs器件结构简单地移植到SiC上,而没有进行器件结构的优化.由于SiC的本征氧化层和Si相同,均为SiO2,这意味着大多数Si器件特别是M帕型器件都能够在Si C上制造出来.尽管只是简单的移植,可是得到的一些器件已经获得了令人满意的结果,而且部分器件已经进入厂市场.S iC光电器件,尤其是蓝光发光二极管在20世纪90年代初期已经进入市场,它是第一种大批量商业生产的SiC器件.日前高电压SiC肖特基二极管、SiC射频功率晶体管以及SiC M OSFET和MESFET等也已经有商业产品.当然所有这些SiC产品的性能还远没有发挥SiC 材料的超强特性,更强功能和性能的SiC器件还有待研究与开发.这种简单的移植往往不能完全发挥SiC材料的优势.即使在SiC器件的一些优势领域.最初制造出来的SiC器件有些还不能和相应的Si或者CaAs器件的性能相比. 为了能够更好地将SiC材料特性的优势转化为SiC器件的优势,目前正在研究如何对器件的制造工艺与器件结构进行优化或者开发新结构和新工艺以提高SiC器件的功能和性能.1.1 SiC肖特基二极管 肖特基二极管在高速集成电路、微波技术等许多领域有重要的应用.由于肖特基二极管的制造工艺相对比较简单,所以对SiC肖特基二极管的研究较为成熟.普渡大学最近制造出了阻断电压高达4.9kV的4H-SiC肖特基二极管,特征导通电阻为43mΩ?c㎡,这是目前SiC 肖特基二极管的最高水平. 通常限制肖特基二极管阻断电压的主要因素是金—半肖特基接触边沿处的电场集中.所以提高肖特基二极管阻断电压的主要方法就是采用不同的边沿阻断结构以减弱边沿处的电场集中.最常采用的边沿阻断结构有3种:深槽阻断、介质阻断和pn结阻断.普放大学采用的方法是硼注入pn结阻断结构,所选用的肖特基接触金属有Ni,Ti.2000年4月Cree和K ansai联合研制出一只击穿电压高达12.3kV的SiC整流器,主要采用了新的外延工艺和改进的器件设计.该器件具有很低的导通电阻,正向导通电压只有4.9 V ,电流密度高,可以达到100A/c㎡,是同类Si器件的5倍多. 1.2 SiC功率器件 由于SIC的击穿电场强度大约为Si的8倍.所以SiC功率器件的特征导通电阻可以做得小到相应Si器件的1/400.常见的功率器件有功率MOSFET、IGBT以及多种MOS控制闸流管等.为了提高器件阻断电压和降低导通电阻,许多优化的器件结构已经被使用.表1给出了

碳化硅电子器件发展分析报告

碳化硅电力电子器件的发展现状分析 目录 1.SiC器件的材料与制造工艺 (2) 1.1 SiC单晶 (2) 1.2 SiC外延 (3) 1.3 SiC器件工艺 (4) 2. SiC二极管实现产业化 (5) 3. SiC JFET器件的产业化发展 (7) 4. SiC MOSFET器件实用化取得突破 (7) 5. SiC IGBT器件 (8) 6. SiC功率双极器件 (9) 7. SiC 功率模块 (10) 8. 国内的发展现状 (11) 9. SiC电力电子器件面对的挑战 (11) 9.1 芯片制造成本过高 (11) 9.2 材料缺陷多,单个芯片电流小 (12) 9.3 器件封装材料与技术有待提高 (12) 10. 小结 (12)

在过去的十五到二十年中,碳化硅电力电子器件领域取得了令人瞩目的成就,所研发的碳化硅器件的性能指标远超当前硅基器件,并且成功实现了部分碳化硅器件的产业化,在一些重要的能源领域开始逐步取代硅基电力电子器件,并初步展现出其巨大的潜力。碳化硅电力电子器件的持续进步将对电力电子技术领域的发展起到革命性的推动作用。随着SiC单晶和外延材料技术的进步,各种类型的SiC器件被开发出来。SiC器件主要包括二极管和开关管。SiC二极管主要包括肖特基势垒二极管及其新型结构和PiN 型二极管。SiC开关管的种类较多,具有代表性的开关管有金属氧化物半导体场效应开关管(MOSFET)、结型场效应开关管(JFET)、绝缘栅双极开关管(IGBT)三种。 1.SiC器件的材料与制造工艺 1.1 SiC单晶 碳化硅早在1842年就被发现了,但直到1955年,飞利浦(荷兰)实验室的Lely 才开发出生长高品质碳化硅晶体材料的方法。到了1987年,商业化生产的SiC衬底进入市场,进入21世纪后,SiC衬底的商业应用才算全面铺开。碳化硅分为立方相(闪锌矿结构)、六方相(纤锌矿结构)和菱方相3大类共260多种结构,目前只有六方相中的4H-SiC、6H-SiC才有商业价值,美国科锐(Cree)等公司已经批量生产这类衬底。立方相(3C-SiC)还不能获得有商业价值的成品。 SiC单晶生长经历了3个阶段, 即Acheson法、Lely法、改良Lely法。利用SiC 高温升华分解这一特性,可采用升华法即Lely法来生长SiC晶体。升华法是目前商业生产SiC单晶最常用的方法,它是把SiC粉料放在石墨坩埚和多孔石墨管之间,在惰性气体(氩气)环境温度为2 500℃的条件下进行升华生长,可以生成片状SiC晶体。由于Lely法为自发成核生长方法,不容易控制所生长SiC晶体的晶型,且得到的晶体尺寸很小,后来又出现了改良的Lely法。改良的Lely法也被称为采用籽晶的升华法或物理气相输运法 (简称PVT法)。PVT法的优点在于:采用 SiC籽晶控制所生长晶体的晶型,克服了Lely法自发成核生长的缺点,可得到单一晶型的SiC单晶,且可生长较大尺寸的SiC单晶。国际上基本上采用PVT法制备碳化硅单晶。目前能提供4H-SiC晶片的企业主要集中在欧美和日本。其中Cree产量占全球市场的85%以上,占领着SiC晶体生长及相关器件制作研究的前沿。目前,Cree的6英寸SiC晶片已经商品化,可以小批量供货。此外,国内外还有一些初具规模的SiC晶片供应商,年销售量在1万片上下。Cree生产的SiC晶片有80%以上是自己消化的,用于LED衬底材料,所以Cree是全球

碳化硅工艺过程简述

碳化硅磨料通常以石英、石油焦炭为主要原料。它们在备料工序中经过机械加工,成为 合适的粒度,然后按照化学计算,混合成为炉料。磨料调节炉料的透气性,在配炉料时要加适量的木屑。制炼绿碳化硅时,炉料中还要加适量的食盐。 炉料装在间歇式电阻炉内。电阻炉两端是端墙,近中心处有石墨电极。炉芯体即连于两电极之间。炉芯周围装的是参加反应的炉料,外部则是保温料。制炼时,电炉供电,炉芯体温度上升,达到2600~2700℃。电热通过炉芯表面传给炉料,使之逐渐加热,达到1450℃以上时,即发生化学反应,生成碳化硅,并逸出一氧化碳。随着时间的推移,炉料高温范围不断扩大,形成的碳化硅也越来越多。它在炉内不断形成,蒸发移动,结晶长大,聚集成为一个圆筒形的结晶筒。结晶筒的内壁因受高温,超过2600℃的部分就开始分解。分解出的硅又与炉料中的碳结合而成为新的碳化硅。炉自送电初期,电热主要部分用于加热炉料,而用以形成碳化硅的热量只是较少的一部分。送电中期,形成碳化硅所用的热量所占比例较大。送电后期,热损失占主要部分。调整送电功率与时间的关系,优选出最有利的停电时间,以期获得最好的电热利用率。大功率电阻炉通常选择送电时间在24小时左右,以利作业安排。在此基础上,调整电炉功率与炉子规格的关系。 电阻炉送电过程中,除了形成碳化硅这一基本反应外,炉料中各种杂质也发生一系列化学的和物理的变化,并发生位移。食盐亦然。炉料在制炼过程中不断减少,炉料表面变形下沉。反应所形成的一氧化碳则弥漫于大气中,成为污染周围大气的有害成分。 停电后,反应过程基本结束。但由于炉子很大,蓄热量就很大,一时冷却不了,炉内温度还足以引起化学反应,因此,炉表面仍继续有少量一氧化碳逸出。对于大功率电炉来说,延续的残余反应可达3~4小时。这时的反应比起送电时的反应来说,是微不足道的。但因为当时 炉表面温度已经下降,一氧化碳燃烧更不彻底。从劳动保护角度来说,仍应予以足够重视。停电后经过一段时间冷却,就可以拆除炉墙,然后逐步取出炉内各种物料。 制炼后炉内的物料,从外到里,构成下列各物层: (1)未经反应的物料 这部分炉料在制炼时未达到反应温度,因而不起反应,只起保温作用,它在炉中所占的位置叫保温带。保温带炉料与反应带炉料的配制方法、制炼后该部位炉料的利用方法不尽相同。有一种工艺方法,在保温带的特定区域内装炉时装以新料,制炼后取出配到反应料中去,这就叫做焙烧料。若将保温带上未反应的料经再生处理,稍加焦炭及适量木屑,配制成保温料重新利用,就称之为乏料。 (2)氧碳化硅层

国内外碳化硅的研究和发展、

摘要: 随着工业的发展和科学技术的进步,碳化硅的非磨削用途在不断扩大,在耐炎材料方面用于制作各种高级耐炎制品,如垫板、出铁槽、坩锅熔池等;在冶金工业上作为炼钢脱氧剂,可以节电,缩短冶炼时间,改善操作环境;在电气工业方面利用碳化硅导电、导热及抗氧化性来制造发热元件——硅碳棒。碳化硅的烧结制品可作固定电阻器,在工程上还可作防滑防腐蚀剂。碳化硅与环氧树脂混合可涂在耐酸容器中、蜗轮机叶片上起防腐耐磨作用。SiC由于具有优良的耐高温、耐磨耗、耐腐蚀及高的热传导性能,近年来受到人们极大关注。作为一种新型的非氧化物精细陶瓷材料,其研究与应用均取得了长足的发展。 关键词:碳化硅,结构,粉体合成,碳化硅制品 正文: 一、SiC的结构 SiC晶型结构有αβ型二种,α型为六方晶型,β型为立方晶型。α型SiC 的分解温度在2400度左右,称为高温异形体2在温度低于2000度时,SiC以β型方式存在,称为低温异形体。立方晶型的β—SiC可在1450度左右由简单的硅和碳混合物制得,温度高时β—SiC 会转相生成α—SiC。SiC没有一个固定的熔点,在密堆积系中,在1bar 总压力下,约在! 0.3!时分解成石墨和富硅熔融物,此温度是形成SiC晶体的最高温度。在松散的堆积系中,SiC在2300度左右开始分解,形成气态硅和石墨残余物。 二、SiC粉体的制作方法 SiC粉体的制作方法大体可分为两大类。一是把由固相得到的粗粒子进行粉碎的分解方法;另一类是用气相法等直接合成SiC 细粉末的聚集方法。这两大类方法根据原料的种类和加热方式的不同,又被分成几种。 (1)A cheson法 这是一种最古老的工业化生产SiC的方法,把硅石和焦炭进行混合作为原料,充填在石墨炉芯的周围,给炉芯通电加热,使炉芯周围温度达2500度以上,反应生成物在此温度下反复进行再结晶,就得到了从晶粒成长起来达数cm厚度的α—

电子碳化硅芯片的设备制作方法与制作流程

本技术属于碳化硅芯片加工领域,尤其是一种电子碳化硅芯片的制备方法,针对现有的不便于对环氧树脂的浇筑量进行精准控制的问题,现提出如下方案,其包括以下步骤:S1:将需要制备的碳化硅芯片的尺寸数据录入电脑,在电脑上建模,根据碳化硅芯片的尺寸确定模具的尺寸;S2:在电脑上建立模具模型,将碳化硅电路板模拟放入模具模型中,对碳化硅电路板进行定位;S3:模拟向模具模型中浇筑环氧树脂,对浇筑的量的数据进行记录; S4:将碳化硅电路板放入实际的模具中,根据S3中所述的浇筑的量向模具中浇筑环氧树脂成型,本技术能够对环氧树脂的浇筑量进行精准控制,保证了加工的精度,同时可以防止环氧树脂凝结。 技术要求 1.一种电子碳化硅芯片的制备方法,包括以下步骤: S1:将需要制备的碳化硅芯片的尺寸数据录入电脑,在电脑上建模,根据碳化硅芯片的 尺寸确定模具的尺寸; S2:在电脑上建立模具模型,将碳化硅电路板模拟放入模具模型中,对碳化硅电路板进 行定位; S3:模拟向模具模型中浇筑环氧树脂,对浇筑的量的数据进行记录; S4:将碳化硅电路板放入实际的模具中,根据S3中所述的浇筑的量向模具中浇筑环氧树 脂成型,安装底座进行封装; S5:打开模具,将一体成型的电子芯片取出,即可制得电子碳化硅芯片。 2.根据权利要求1所述的一种电子碳化硅芯片的制备方法,其特征在于,所述S2中,将碳化硅电路板放入模具模型中时,对碳化硅电路板的位置进行调整,调整完成后在模具的 模腔内标注四个定位点。 3.根据权利要求2所述的一种电子碳化硅芯片的制备方法,其特征在于,将四个定位点在模具中的位置数据进行记录,并在实际的模具中布置四个定位柱,通过四个定位柱对碳 化硅电路板进行定位。

碳化硅性能与碳化硅生产工艺

碳化硅性能与碳化硅生产工艺 天然的碳化硅很少,工业上使用的为人工合成原料,俗称金刚砂,是一种典型的共价键结合的化合物。碳化硅是耐火材料领域中最常用的非氧化物耐火原料之一。 (1)碳化硅的性质: 碳化硅主要有两种结晶形态:b-SiC 和 a-SiC。b-SiC 为面心立方闪锌矿型结构,晶格常 数 a=0.4359nm。a-SiC 是 SiC 的高温型结构,属六方晶系,它存在着许多变体。 碳化硅的折射率非常高,在普通光线下为 2.6767~2.6480.各种晶型的碳化硅的密度接近, a-SiC 一般为3.217g/cm3,b-SiC 为 3.215g/cm3.纯碳化硅是无色透明的,工业 SiC 由于含有游离 Fe、Si、C 等杂质而成浅绿色或黑色。绿碳化硅和黑碳化硅的硬度在常温和高温下基本相同。SiC 热膨胀系数不大,在25~1400℃平均热膨胀系数为 4.5×10-6/℃。碳化硅具有很高的热导率,500℃时为 64.4W/ (m·K)。常温下SiC 是一种半导体。 碳化硅具有耐高温、耐磨、抗冲刷、耐腐蚀和质量轻的特点。碳化硅在高温下的氧化是其损害的主要原因。 (2)碳化硅的合成: ①碳化硅的冶炼方法,合成碳化硅所用的原料主要是以 SiO2 为主要成分的脉石低档次的碳化硅可用低灰分的无烟煤为原料。辅助原料为木屑和食盐。 碳化硅有黑、绿两种。冶炼绿碳化硅时要求硅质原料中 SiO2 含量尽可能高,杂质含量尽量低。生产黑碳化硅时,硅质原料中的 SiO2 可稍低些。对石油焦的要求是固定碳含量尽可能高,灰分含量小于 1.2%,挥发分小于 12.0%,石油焦的粒度通常在 2mm 或 1.5mm 以下。木屑用于调整炉料的透气性能,通常的加入量为 3% ~5%(体积)。食盐仅在冶炼绿碳化硅时使用。 硅质原料与石油焦在 2000~2500℃的电阻炉内通过以下反应生成碳化 硅:SiO2+3C→SiC+2CO↑-526.09Kj CO 通过炉料排出。加入食盐可与 Fe、Al 等杂质生成氯化物而挥发掉。木屑使物料形成多孔烧结体,便于CO 气体排出。 碳化硅形成的特点是不通过液相,其过程如下:约从 1700℃开始,硅质原料由砂粒变为熔体,进而变为蒸汽(白烟);SiO2 熔体和蒸汽钻进碳质材料的气孔,渗入碳的颗粒,发生生成 Sic 的反应;温度升高至1700~1900℃时,生成 b-SiC;温度进一步升高至 1900~2000℃时,细小的 b-SiC 转变为 a-SiC,a-SiC 晶粒逐渐长大和密实;炉温再升至 2500℃左右,SiC 开始分解变为硅蒸汽和石墨。 大规模生产碳化硅所用的方法有艾奇逊法和ESK 法。 艾奇逊法:传统的艾奇逊法电阻炉的外形像一个长方形的槽子,它是有耐火砖砌成的炉床。两组电极穿过炉墙深入炉床之中,专用的石墨粉炉芯体配置在电极之间,提供一条导电通道,

碳化硅的应用

碳化硅 碳化硅,又称为金钢砂或耐火砂,英文名Silicon Carbide,分子式SiC。 纯碳化硅是无色透明的晶体。工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异。碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅)。α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种。β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC。绿色至蓝黑色。介电常数7。硬度9Mobs。A-是半导体。迁移率(300 K), cm2 / (VS),400电子和50空穴,谱带间隙eV,303(0 K)和2.996(300 K);有效质量0.60电子和1.00空穴,电导性,耐高温氧化性能。相对密度3.16。熔点2830℃。导热系数(500℃)22. 5 , (1000℃)23.7 W / (m2K)。热膨胀系数:线性至100℃:5.2×10-6/ ℃,不溶于水、醇;溶于熔融碱金属氢氧化物。 碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。碳化硅为晶体,硬度高,切削能力较强,化学性能力稳定,导热性能好。 黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。常用的碳化硅磨料有两种不同的晶体,一种是绿碳化硅,含SiC 97%以上,主要用于磨硬质含金工具。另一种是黑碳化硅,有金属光泽,含SiC 95%以上,强度比绿碳化硅大,但硬度较低,主要用于磨铸铁和非金属材料。 碳化硅的用途是十分广泛的,目前主要是用作磨料和耐火材料,这两项用途占了碳化硅产量中的大部分。通常磨料用的颗粒粒级很窄,反之耐火材料不同。下面分几个方面介绍碳化处的主要用途。 一、磨料 由于碳化硅具有很高的硬度、化学稳定性和一定的韧性,所以是一种用途很广的磨料,可用以制造砂轮、油石、涂附磨具或自由研磨。它主要是用于研磨玻璃、陶瓷、石材等非金属材料、铸铁及某些非铁金属,它与这些材料之间的反应性很弱。由于它是普通废料中硬度最高的材料,所以包常用以加工硬质合金、钛合金、高速钢刀具等难磨材料及修正砂轮用。碳化硅硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,是耐磨管道、叶轮、泵室、旋流器,矿斗内衬的理想材料,其耐磨性能是铸铁、橡胶使用寿命的5~20倍,也是航空飞行跑道的理想材料之一。 其中黑色碳化硅和绿色碳化硅的应用也有所差别。黑碳化硅制成的磨具,多用于切割和研磨抗张强度低的材队如玻璃、陶瓷、石料和耐火物氯同时也用于铸铁零件和有色金属材料的磨削。绿碳化硅制成的磨具,多用于硬质合金、钦合金、光学玻璃的磨削,同时也用于缸缸和高速钢刀具的精磨。 由于其优良的耐磨性,碳化硅在冶金选矿行业中也有应用。参见《碳化硅在选矿工艺中的应用》。 二、耐火材料和耐腐蚀材料 这一用途是由于它的高熔点(分解温度)、化学惰性和抗热震性。日前生产碳化硅耐火材料的主要方法包括压制和烧结碳化硅、压制和再结晶碳化硅、浇注和再结晶碳化硅、碳化硅

关于烧结碳化硅的分类_烧结碳化硅工艺说明

关于烧结碳化硅的分类_烧结碳化硅工艺说明特陶领域的多数专家认为国内特陶产品质量提升不上去,很大程度与特陶粉体的制备水平有关系。“巧妇难为无米之炊”,当然没有好“米”,也烧不出“好饭”出来。有关于烧结碳化硅的话题,小编今天想跟大家聊一聊。烧结碳化硅有哪些分类呢?看文章吧! 烧结碳化硅分类: (1)无压烧结 无压烧结被认为是SiC烧结有前途的烧结方法,根据烧结机理的不同,无压烧结又可分为固相烧结和液相烧结。S.Proehazka通过在超细β-SiC粉体(含氧量小于2)中同时加入适量B和C的方法,在2020℃下常压烧结成密度高于98

的SiC烧结体。A.Mulla等以Al2O3和Y2O3为添加剂在1850-1950℃烧结0.5μm的β-SiC(颗粒表面含有少量SiO2),获得的SiC陶瓷相对密度大于理论密度的95,并且晶粒细小,平均尺寸为1.5μm。 (2)热压烧结 不添加任何烧结助剂,纯SiC只有在极高的温度下才能烧结致密,于是不少人对SiC实行热压烧结工艺。关于添加烧结助剂对SiC进行热压烧结的报道已有许多。Alliegro等研究了B、Al、Ni、Fe、Cr等金属添加物对SiC致密化的影响,发现Al和Fe是促进SiC热压烧结有效的添加剂。https://www.360docs.net/doc/478818932.html,nge研究了添加不同量Al2O3对热压烧结SiC的性能影响,认为热压烧结致密是靠溶解--再沉淀机理。但是热压烧结工艺只能制备形状简单的SiC部件,而且一次热压烧结过程中所制备的产品数量很小,因此不利于工业化生产。 (3)反应烧结 反应烧结SiC又称自结合SiC, 是由a- SiC粉和石墨粉按一定比列混合压成坯体后,加热到1650℃左右,同时熔渗Si或通过气相Si渗入坯体,使之与石墨起反

第三代半导体面 SiC 碳化硅 器件及其应用

第三代半导体面-S i C(碳化硅)器件及其应用作为一种新型的半导体材料,SiC以其优良的物理化学特性和电特性成为制造短波长光电子器件、高温器件、抗辐照器件和大功率/高额电子器件最重要的半导体材料.特别是在极端条件和恶劣条件下应用时,SiC器件的特性远远超过了Si器件和GaAs器件.因此,SiC器件和各类传感器已逐步成为关键器件之一,发挥着越来超重要的作用. 从20世纪80年代起,特别是1989年第一种SiC衬底圆片进入市场以来,SiC器件和电路获得了快速的发展.在某些领域,如发光二极管、高频大功率和高电压器件等,SiC器件已经得到较广泛的商业应用.发展迅速.经过近10年的发展,目前SiC器件工艺已经可以制造商用器件.以Cree为代表的一批公司已经开始提供SiC器件的商业产品.国内的研究所和高校在SiC 材料生长和器件制造工艺方面也取得厂可喜的成果.虽然SiC材料具有非常优越的物理化学特性,而且SiC器件工艺也不断成熟,然而目前SiC器件和电路的性能不够优越.除了SiC材料和器件工艺需要不断提高外.更多的努力应该放在如何通过优化S5C器件结构或者提出新型的器件结构以发挥SiC 材料的优势方面. 1 SiC分立器件的研究现状 目前.SiC器件的研究主要以分立器件为主.对于每一种器件结构,共最初的研究部是将相应的Si或者GaAs器件结构简单地移植到SiC上,而没有进行器件结构的优化.由于SiC的本征氧化层和Si相同,均为SiO2,这意味着大多数Si器件特别是M帕型器件都能够在SiC上制造出来.尽管只是简

单的移植,可是得到的一些器件已经获得了令人满意的结果,而且部分器件已经进入厂市场.S iC光电器件,尤其是蓝光发光二极管在20世纪90年代初期已经进入市场,它是第一种大批量商业生产的SiC器件.日前高电压SiC肖特基二极管、Si C射频功率晶体管以及SiC MOSFET和MESFET等也已经有商业产品.当然所有这些SiC产品的性能还远没有发挥SiC材料的超强特性,更强功能和性能的SiC器件还有待研究与开发.这种简单的移植往往不能完全发挥SiC材料的优势.即使在SiC器件的一些优势领域.最初制造出来的SiC器件有些还不能和相应的Si或者CaAs器件的性能相比. 为了能够更好地将SiC材料特性的优势转化为SiC器件的优势,目前正在研究如何对器件的制造工艺与器件结构进行优化或者开发新结构和新工艺以 提高SiC器件的功能和性能. 1.1 SiC肖特基二极管 肖特基二极管在高速集成电路、微波技术等许多领域有重要的应用.由于肖特基二极管的制造工艺相对比较简单,所以对SiC肖特基二极管的研究较为成熟.普渡大学最近制造出了阻断电压高达4.9kV的4H-SiC肖特基二极管,特征导通电阻为43mΩ?c㎡,这是目前SiC肖特基二极管的最高水平. 通常限制肖特基二极管阻断电压的主要因素是金—半肖特基接触边沿处的 电场集中.所以提高肖特基二极管阻断电压的主要方法就是采用不同的边沿阻断结构以减弱边沿处的电场集中.最常采用的边沿阻断结构有3种:深槽阻断、介质阻断和pn结阻断.普放大学采用的方法是硼注入pn结阻断结构,所选用的肖特基接触金属有Ni,Ti.2000年4月Cree和Kansai联合研制

碳化硅微粉市场

碳化硅微粉市场 来源:全球光伏网/光伏信息报作者:王洁时间:2011-10-26 光伏晶硅片切割是目前供料器线切割微分最大的市场,而碳化硅微粉作为晶硅片切割很重要的一种辅料,其市场需求随着光伏行业的发展一直保持着旺盛的增长势头。 光伏晶硅片切割是目前供料器线切割微分最大的市场,而碳化硅微粉作为晶硅片切割很重要的一种辅料,其市场需求随着光伏行业的发展一直保持着旺盛的增长势头。然而进入5月份以来,碳化硅微粉市场价格开始松动,产品需求锐减,企业都不同程度的受到了影响。本期笔者通过调研将对以下问题进行解答:企业怎样看待目前的碳化硅市场?行业间的竞争是否是导致这次市场波动的诱因?碳化硅微粉的价格又会如何变化?未来的碳化硅微粉市场将朝向哪个方向发展? 行业人士曾这样说过:“碳化硅微粉是光伏企业手中的刀具,谁拥有了最好的刀具,谁就占有了最好的切割先机”。从这句话中不难看出碳化硅微粉在切片行业中的地位是举足轻重的。随着光伏行业的迅猛发展,该产业对于硅片的需求日渐升温,数量越来越大,而碳化硅微粉做为生产晶硅片的重要辅料,对其需求量自然也日益增加。国内碳化硅微粉主要分为黑碳化硅微粉和绿碳化硅微粉两类,由于黑碳化硅微粉和绿碳化硅微粉的工艺和成分有区别,致使市场上对于这两种产品的需求也不相同。目前国内主要还是以绿碳化硅微粉为主,因为它本身的特质决定了其更适合用于光伏、半导体晶硅片的切割刃料环节,所以绿碳化硅微粉的使用量要高于黑碳化硅微粉。我国是碳化硅生产和出口大国,2009年碳化硅总产量达53万吨多,占全球总量的56.3%,居世界第一。2010年碳化硅总产量达70万~80万吨,截至目前,2011年的碳化硅产量已达到30万~40万吨。 四种因素致使市场状况不乐观 受光伏行业不景气的影响,碳化硅微粉这一备受青睐的产业,在进入5月份后出现了疲软,碳化硅微粉市场开始出现价格松动、需求锐减的态势,很多碳化硅企业在产值和产品价格上都受到了不同程度的影响。在调查中,有个别厂家反映,目前的碳化硅微粉市场需求不乐观,价格又太低,有点儿2008年经济危机的味道。到底是什么原因造成目前的碳化硅微粉市场需求疲软?笔者为此采访了几家规模不同的企业,看企业如何看待目前的市场现状。 国内最大的碳化硅微粉制造企业之一——江苏大阳微粉科技有限公司经理陈栋针认为,市场上的新砂供过于求,市场对碳化硅微粉的需求出现锐减,多半是由于企业盲目扩产以及切割刃料的回收循环再利用造成的。从近期来看,实力强大的碳化硅微粉企业不会受到太大的影响,这些企业对于碳化硅市场还是很有信心的。江苏大阳公司只是在价格上稍有变动,在产量上还是保持着全年10万吨的生产计划,没有减少,目前该公司的碳化硅微粉产量达到6万吨。 江阴巨能微粉科技有限公司年产碳化硅微粉10000吨左右。巨能公司市场部杨一透露:“进入5月份以来碳化硅市场行情冷淡,价格松动的主要原因还是受光伏行业整体不景气的影响。”毕竟绿碳化硅微粉是得益于光伏行业的崛起而兴起的,所谓牵一发而动全身,目前的局势便是如此。碳化硅微粉作为辅料主要用于晶硅片切割,所以市场对晶硅片需求量的大小牵动着碳化硅微粉的市场走势。据了解,市场下滑让企业总产量下降,企业生存面临很大的困境,“我们的下游客户因为生意难做,出现拖欠资金的情况,这无疑让我们的处境雪上加霜”! 河南新密市碳化硅厂属于碳化硅企业中的中小企业,年生产绿碳化硅微粉10000吨,黑碳化硅微粉8000吨,该公司驻佛山办事处市场部经理李洁表示:“今年的市场让人很费解,变化太大了,而且总是忽高忽低。“5月份之前,碳化硅微粉的市场销量一直不错,进入5月份后客户的订单忽然少了很多。此外,由于碳化硅微粉价格持续走低,很多下游小厂家担心货到手后价格会继续下降,害怕不但没有赚到钱反而赔了,所以他们大都不敢进货,这种心理造成公司产品销路不是很好。事实证明,下游厂家的担心并不是没有道理的。现在新密市碳化硅厂已经受到了影响,只能通过对碳化硅微粉减产来确保公司能度过这场市场危机。无独有偶,临沂市金蒙碳化硅有限公司市场部人员对目前的市场形势也表达了同样的看法:“5月份之后的碳化硅微粉市场不景气,且在短期内市场不是很乐观,我们公司也受到了影响。”

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