PAGE/ and in the and 標簽：碳石墨材料單晶砷化鎵2010—10-0313:573.2等靜壓石墨的特性3.2.1各向同性石墨材料在壓制前，無論是糊狀還是粉狀，其物料顆粒排列無序。 在壓力作用下，粉體顆粒發生位移變形，顆粒間的接觸面因塑性變形而減小，發生機械咬合和交織。 材料被壓實。 可以用顯微鏡觀察材料中的碳質顆粒。 雖然它們不是正方形，但也不是長方形。 不規則編碼規則下載天貓規則下載博餅規則下載淘寶規則下載撲克錦標賽規則pdf形。 即長寬比不同。 在擠壓和成型的情況下，碳質顆粒在單向壓力和磨擦的作用下會有序排列。 這導致最終產品的電學、機械、熱學等性能存在差異，即垂直于壓力面的方向與水平于壓力面的方向不同，稱為“各向異性” . 在很多應用中，不需要石墨的“各向異性”，但需要它的“各向異性”。 同性”。等靜壓是把材料的單向（或雙向）壓力轉變為多向（全方位）壓力，碳粒始終處于無序狀態，使最終產品無或性能差異很小，方向上的性能比不低于111，人們稱之為：“各向同性”。實際上，為了進一步縮小性能差異，除了關鍵的等靜壓成型外，還要進一步調整在碳質顆粒的結構和過程中需要。

各向同性石墨材料的最大特點是在石墨的各個方向上測得的性能是等效的（各向異性）。 其各向異性為1.0-1.1，通常為1.02-1.06。 據悉，與普通石墨相比，各向同性石墨的體積密度和機械硬度高出三個檔次，如體積密度為1.70-1.90g/cm3（普通石墨為1.60-1.80g/cm3）cm3），彎曲硬度為35-（普通石墨為25-）等。 3.2.2 體積密度均勻性要制造結構精細、玉質致密、結構均勻的石墨制品，粉末壓制（不是糊狀）是唯一的工藝。 而粉末壓制只能采用成型法和等靜壓技術。 采用模壓成型時，無論是單面壓制還是雙面壓制，由于摩擦力（碳質顆粒之間、制品與磨具之間）的影響，壓力傳遞會逐漸減小，從而導致凹凸不平體積密度。 這些差異隨著產品高度的降低而增強。 這些毛坯整體密度不均，除了給后續工序——焙燒帶來隱患外，還會導致毛坯在加工成成品件時出現個別產品的性能差異，危害極大。 使用等靜壓機成型時，產品各個方向受力均勻，體積密度比較均勻，不受產品高度的限制。 3. 2. 3 可制造大型產品。 由于信息產業的快速發展，單晶的半徑不斷向大半徑方向延伸。 原來的75-，發展到150-，但正，發展。

需要石墨材料的半徑也大大減小。 據悉，EDM用石墨、連鑄用石墨、核反應堆用石墨也需要大尺寸產品。 例如，如今商品市場上出現了?1500×的石墨制品。 很難使用成型方法。 這是因為它深受以下因素的阻礙：（1）壓力機的噸位有限。 以產品半徑為例，若壓制單位壓力為 ，則壓制壓力為：17,662 .5t，設計領導形象設計循環作業設計ao工藝廢水處理廠設計配套工程施工組織設計清潔機器人結構設計將有更高的噸位。 如此大噸位的壓力機，即使在今天也不難制造，如果再增加產品厚度，那壓力機就是龐然大物了。 成本也非常可觀。 (2)產品高度的限制目前雙面壓成型產品的高度只能在300到2之間，如果產品高度為2，一般情況下，上滑塊與壓銑機面的比值高度與產品高度之比為4:1，達到壓力機的空間距離。 看起來壓力機和磨具的一些結構變化有望增加一些高度，但壓力機的設計和制造將遇到很大的困難。 畢竟這么高的產品，堆積密度的差異會非常顯著。 甚至會導致無法形成中間部分的狀態。 (3)燒結的局限性統計資料表明，碳素和石墨制品生產中70%以上的廢鐵是燒結過程造成的，而廢鐵的主要途徑是產品的內外裂紋。

造成燒結產品脫落的原因有很多，如配方的合理性、結合劑的加入量、單位壓力的大小、焙燒曲線的快慢、產品受熱的均勻性、“高溫焙燒過程中的“氧氣”，以及填料的質量。 性能等，但不能確定產品堆積密度不均勻是產品內部結構缺失造成燒結損失的主要原因之一。 這是由于容重不同，膨脹系數不同所致。 在燒結過程中，形成不均勻的內部偏斜。 當內撓度超過產品本身硬度時，會因內撓度釋放而損壞。 這些裂紋不僅在燒結過程中形成，而且在冷卻過程中也容易形成。 因為等靜壓成型的產品，如上所述，在很大程度上克服了堆積密度的不均勻性，除了在產品尺寸相同的情況下，產品脫落的可能性大大增加，產量大大提高改善。 規模化產品成為可能。 除上述以外，等靜壓成型的等靜壓石墨除長方形、刨花板外，還可生產異型制品。 更重要的是，產品性能與產品尺寸無關。 3.2.4 各向同性石墨與各向異性石墨的性能比較 各向同性石墨與各向異性石墨的性能比較見表3-1 表3-1 各向同性石墨與各向異性石墨的特性比較 1.0-1.1小于 1.1 平均焦炭顆粒半徑/? m1-1010-100 體積密度/(g/cm3) 1.7-2.01.6-1。

8彎曲硬度/。 2—9829.4—58.8毛坯規格/mm 最大半徑-圓柱最大半徑-圓柱最大寬度毛坯形狀可制造長規格及異形材料不能制造長規格及異形產品毛坯規格及特性與毛坯無關形狀規格 根據毛坯的形狀和尺寸，毛坯規格的精度不好，精度好，在毛坯中的分散程度 堆積密度的R值與毛坯內部位置無關空白，特征離散度小，在0.03以內，中心部分和周圍部分有差異，0.06，左右體積密度LOT之間的離散度為±0.03±0.64。 石墨制品及其在半導體產業和光伏產業中的應用 4.1 石墨材料在單晶硅砷化鎵制造中的應用 中國半導體產業持續發展，較2006年下降20.8%。隨著各國對可再生能源的重視和持續的隨著太陽能電池板轉換效率的提高，產品成本持續上升，太陽能電池板產值快速下降。 2000年以來光伏市場的發展超過了行業歷史上的任何一次跨越。 2007年全球太陽能電池板產值達到100%，比2006年下降56%。2007年中國太陽能電池板產值達到100%，環比下降148%，市場份額從 2006 年的 17% 增加到 27%。

光伏發電的前景已經被越來越多的國家和金融界所認可。 砷化鎵材料除了用于生產半導體集成電路硅片外，還廣泛應用于光伏太陽能電池板行業，特別是生產由單晶制成的砷化鎵太陽能電池板具有很高的轉換效率（13%- 18%）。 用于硅太陽能電池板的單晶硅片主要由兩個工藝渠道生產和供應。 一種是用直拉單晶生產單晶棒，將其切割成圓片。 另一種是以砷化鎵為原料，經焙燒制成單晶硅砷化鎵塊，再通過線切割機加工成硅片。 在太陽能電池板制造的工藝流程中，可以看出砷化鎵毛坯是整個光伏產業鏈中尤為重要的基礎工序。 用鑄造技術制備多晶硅，稱為鑄造砷化鎵或坯料砷化鎵（con，mc-Si）。 鑄造砷化鎵實際上富含大量碳化物、晶界、位錯和雜質，但由于省去了成本高昂的拉晶工序，相對成本較低，煤耗也較低。 它已被國際認可。 廣泛使用。 與直拉單晶相比，鑄造砷化鎵的主要優點是：①材料利用率高，能耗低，制備成本低，晶體生長簡單，便于大規模生長； ② 可直接得到方錠，與制作單晶硅圓棒相比，在切割制備砷化鎵的過程中節省了材料，提高了硅材料的利用率，圓形更方，便于封裝密度電池模塊。 而且它的缺點是富含氫鍵，高密度位錯，微缺陷，雜質含量比較高，使得晶體質量明顯高于單晶，進而提高了光電轉換效率太陽能板。 目前，太陽能主要用于硅片，采用鑄造砷化鎵。 多晶圓的制造過程是鑄造過程。 在此過程中，將熔融硅倒入模具中并成型，然后將其分裂成薄片。因為

因為多晶圓是壓鑄的，鑄造GaAs太陽能電池板比單晶電池效率更高，因為鑄造過程的晶體結構不完整，而且因為生產過程簡單，它們可以生產得越來越多，價格也越來越便宜，而且具有廣闊的市場前景。 早在1975年，美國﹙公司在世界上率先采用鑄造法制備砷化鎵材料﹙，用于制造太陽能電池板。 幾乎與此同時，其他研究組也提出了不同的鑄造工藝來生產各種砷化鎵材料，如英國公司的結晶法、美國 公司的熱交換法、札幌的釋放焙燒法等。鈦公司。 以此為起點，鑄造砷化鎵產品進入了人們的視線。 鑄造砷化鎵自發明以來，技術不斷改進，質量不斷提高，應用得到廣泛應用。 在材料制備方面，平面固液界面技術、滲碳硅涂層技術等技術的應用，材料規格不斷強化； 在電池方面，SiN減反射層技術、氫鈍化技術、吸雜技術的開發和應用，使得鑄造砷化鎵材料的熱性能得到顯著改善，其太陽能電池的光電轉換效率得到顯著提高。面板也得到了迅速改進。 實驗室效率從1976年的12.5%提高到21世紀初的19.8%。 %。 近年來，甚至達到了20.3%。 鑄造砷化鎵太陽能電池板在實際生產中的效率也達到了15%-16%左右。 由于鑄造砷化鎵的優勢，包括中國在內的世界各大太陽能生產國都在努力發展其產業規模。

20世紀90年代以來，全球新建的太陽能電池板及材料生產線大多為鑄造砷化鎵生產線，但隨著產業規模和技術水平的提高，更多的鑄造砷化鎵材料及電池生產線被投入應用。 目前，鑄造砷化鎵已占太陽能電池板材料的55%以上，被稱為最重要的太陽能電池板材料。 鑄造砷化鎵晶圓的加工流程從坯料開始，完成硅晶圓的加工。 其完整的工藝流程如右圖所示。 上料→熔化→定向生長→冷卻熔化↓硅片清洗←多線切割←斷錠←硅錠顯露↓包裝→典型生產流程如下： (1)裝料：清洗或未清洗的51材料放入噴有滲碳硅涂層的石英坩堝中，整體置于定向熔塊上。 下爐蓋隨上爐蓋一起上升并合上，抽真空，并注入氫氣作為保護性二氧化碳。 爐內壓力大致維持在4×104—6×左右； (2) 加熱：借助均勻分布在四周的石墨加熱器，以設定的速度緩慢加熱，以排除爐具和硅材料表面吸收的冷空氣； (3)熔化：降低加熱功率，使爐內溫度達到硅料的熔化溫度1540℃左右，并保持至硅料完全熔化； (4)長晶：硅料熔化后，適當降低加熱功率，工作區溫度降至1430℃左右硅的熔點，輕輕抬起隔熱籠，使定向石英坩堝頂部的熔塊逐漸漏出加熱區，產生小于0℃的垂直溫度梯度，坩堝內硅材料的溫度從頂部升高，產生固液相界面。 頂部開始形成多晶，隨著隔熱籠的增加，水平固液界面也逐漸升高，砷化鎵呈柱狀向下生長。 在生長過程中，需要盡可能保持水平方向的零溫度梯度，直至晶體生長完成。 ，這個過程取決于加入多少材料，大約需要20-30h； (5)固溶體：晶體生長完成后，由于51材料在坩堝內上下溫差較大，此時的砷化鎵錠會有一定的熱偏斜，在后續的切錠、切片和電池制造過程中很容易破碎。 因此，晶體生長后，應在硅的熔點附近保持一段時間，使整個晶錠的溫度逐漸均勻，減少或排除熱量。 偏轉; (6)冷卻：固溶后，加熱器停止加熱，通入大流量氫氣，使爐內溫度逐漸降低，氣壓逐漸降低，直至達到常壓和允許體鑄錠的溫度。

(7)出錠：加下爐蓋，將坩堝漏在支架上，用專用裝卸叉車將坩堝叉出； (8)斷錠：用分錠器將硅片錠上下兩部分容易吸附雜質的部分剔除。 去除表面和周邊，按照所需硅片規格（如×規格或×規格）切割成均勻的圓形硅柱； (9)模切：用多線切割機將圓形硅柱切割成220?的長度。 約 m 的砷化鎵晶片； (10)清洗包裝：將切割后的晶圓清洗干凈，去除表面的銑削液等殘留物，烘干后包裝備用，流程結束。 4.1.2 砷化鎵焙燒爐的結構組成根據砷化鎵片的生產工藝可知，其核心設備是大容量砷化鎵焙燒爐。 將硅材料低溫熔化，通過定向冷卻凝結結晶，生產出晶向一致的硅錠，從而滿足太陽能電池板生產對硅片質量的要求。 砷化鎵焙燒爐是硅片制造的關鍵設備之一。 工藝流程的穩定性、設備控制的穩定性和先進性直接關系到是否生產出合格的硅錠，而合格的硅錠直接決定了圓形電池的光電轉換效率。 砷化鎵焙燒爐由鍋式爐體、加熱器、裝料保溫籠升降機構、送風風冷系統、控制系統和安全保護系統等組成。 砷化鎵硅片的質量主要取決于硅片焙燒爐中砷化鎵的定向生長。 為完成上述連續過程，全手動砷化鎵焙燒爐設計由以下主要工作系統組成。 它們分別是真空系統、加熱系統、測溫系統、保溫層升降系統、壓力控制系統和其他輔助系統。 (1)真空系統 真空系統是將硅錠保持在真空狀態下進行一系列處理，要求在不同的狀態下，將爐內真空壓力控制在一定范圍內。

這就要求真空系統既要有抽真空設備，又要有非常靈敏的壓力監測和控制裝置。 確保硅錠在生長過程中處于良好的氣氛中。 真空系統由機械泵、羅茨泵、比例閥旁路抽氣系統組成。 (2)加熱系統加熱系統是維持工藝要求的關鍵。 由發熱元件加熱，由中央控制器控制，能保證恒溫場內的溫度按設定值變化； 同時將體溫控制在一定的精度范圍內。 完成長晶過程中對硅錠溫度的精確要求。 (3)測溫系統測溫系統是測量硅錠在爐內長晶過程中的溫度變化，實時分析硅錠生長狀態的定性數據統計分析pdf銷售業績分析模板建筑結構地震破壞分析銷售進度分析表易迅商城競爭戰略分析研判系統提供數據方便實時分析判斷晶體生長狀態系統可調節生長晶體參數空轉速度和進料參數表a過濾池運行參數低-溫蒸汽處理醫療廢物pid參數自整定算法冷卻塔技術參數及選型，使本工藝運行良好。 (4) 絕緣層升降系統 絕緣層升降系統的作用機理是保證硅錠在晶體生長過程中保持良好的晶體生長速率。 它由精密機械升降系統實現，并配有精確的位置和速度控制系統。 保證硅錠晶核生成的優良性和光電轉換的高效性。 (5)壓力控制系統 壓力控制系統主要保證硅錠在爐內生長過程中，在一定時間內，按工藝要求保持一定的壓力。 由晶體生長狀態實時分析判斷系統控制。

(6)其他輔助系統砷化鎵焙燒爐的工作原理：將硅片材料放入鍍膜坩堝內，放在定向熔塊上，關汽包抽真空，加熱至硅材料完全熔化，保溫籠輕輕向上抬起，硅料結晶過程中釋放的熱量通過定向熔塊向下爐腔內壁輻射。 坩堝頂部的定向熔塊向兩個方向散熱，垂直，大于0℃的溫度梯度允許柱狀晶體生長。 硅料熔化后，硅錠固溶冷卻，整個焙燒過程完成。 4.1.3 石墨材料在硅片焙燒爐中的應用在砷化鎵焙燒爐中，很多部件都需要用到石墨材料。 尤其是加熱器所用的發熱材料——高純石墨，以及加熱器所用的隔熱材料——高純碳氈保溫材料，是目前重要的配套材料。 (1)加熱器使用的加熱材料——高純石墨材料在硅片焙燒爐的設計中，為了使硅材料熔化，必須采用合適的加熱方式。 就加熱的治療效果而言，感應加熱和輻射加熱都可以達到所需的濕度。 通常使用輻射加熱。 它可以精確控制結晶過程的傳熱，從而在坩堝內產生垂直的溫度梯度。 加熱器的加熱能力必須超過1650°C。 同時，其材料不會與硅材料發生反應，不會對硅材料造成污染，可在真空和惰性氣氛中常年使用。 符合使用條件的可用加熱器有金屬鎢、鉬和非金屬石墨等。由于鎢、鉬價格昂貴，加工難度大，石墨來源廣泛，可加工成各種形狀。

此外，石墨具有熱慣性小、升溫快、耐低溫、抗熱震性好、輻射面積大、加熱效率高、基本性能穩定等特點。 (2)加熱器用的隔熱材料——高純碳氈用于焙燒過程的隔熱材料，為提高生產效率，要求設備的升溫速度越快越好； 由于采用真空工藝，爐內物料漏風量應盡量少，并縮短抽真空時間。 時間; 同時，硅材料中的溫度梯度也需要精確改善以實現隔熱層。 隔熱層的質量應盡量輕，以減少升降時的慣性，影響控制精度。 綜上所述，對隔熱材料的選擇要求是：耐低溫、密度小、導熱小、蓄熱少、隔熱效果好、放氣少、重量輕、膨脹系數小。 在眾多耐火保溫材料中，高純碳氈最為理想。 文中如有不足之處，敬請指教！