PAGE/ and in the and 標(biāo)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(fā)生位移變形，顆粒間的接觸面因塑性變形而減小，發(fā)生機(jī)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(zhì)顆粒。 雖然它們不是正方形，但也不是長方形。 不規(guī)則編碼規(guī)則下載天貓規(guī)則下載博餅規(guī)則下載淘寶規(guī)則下載撲克錦標(biāo)賽規(guī)則pdf形。 即長寬比不同。 在擠壓和成型的情況下，碳質(zhì)顆粒在單向壓力和磨擦的作用下會有序排列。 這導(dǎo)致最終產(chǎn)品的電學(xué)、機(jī)械、熱學(xué)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(yīng)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(zhuǎn)變?yōu)槎嘞颍ㄈ轿唬毫?，碳粒始終處于無序狀態(tài)，使最終產(chǎn)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(jìn)一步縮小性能差異，除了關(guān)鍵的等靜壓成型外，還要進(jìn)一步調(diào)整在碳質(zhì)顆粒的結(jié)構(gòu)和過程中需要。

各向同性石墨材料的最大特點(diǎn)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(jù)悉，與普通石墨相比，各向同性石墨的體積密度和機(jī)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(jié)構(gòu)精細(xì)、玉質(zhì)致密、結(jié)構(gòu)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(shù)。 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(zhì)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(dǎo)致凹凸不平體積密度。 這些差異隨著產(chǎn)品高度的降低而增強(qiáng)。 這些毛坯整體密度不均，除了給后續(xù)工序——焙燒帶來隱患外，還會導(dǎo)致毛坯在加工成成品件時出現(xiàn)個別產(chǎn)品的性能差異，危害極大。 使用等靜壓機(jī)成型時，產(chǎn)品各個方向受力均勻，體積密度比較均勻，不受產(chǎn)品高度的限制。 3. 2. 3 可制造大型產(chǎn)品。 由于信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，單晶的半徑不斷向大半徑方向延伸。 原來的75-，發(fā)展到150-，但正，發(fā)展。

需要石墨材料的半徑也大大減小。 據(jù)悉，EDM用石墨、連鑄用石墨、核反應(yīng)堆用石墨也需要大尺寸產(chǎn)品。 例如，如今商品市場上出現(xiàn)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(jī)的噸位有限。 以產(chǎn)品半徑為例，若壓制單位壓力為 ，則壓制壓力為：17,662 .5t，設(shè)計領(lǐng)導(dǎo)形象設(shè)計循環(huán)作業(yè)設(shè)計ao工藝廢水處理廠設(shè)計配套工程施工組織設(shè)計清潔機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計將有更高的噸位。 如此大噸位的壓力機(jī)，即使在今天也不難制造，如果再增加產(chǎn)品厚度，那壓力機(jī)就是龐然大物了。 成本也非?？捎^。 (2)產(chǎn)品高度的限制目前雙面壓成型產(chǎn)品的高度只能在300到2之間，如果產(chǎn)品高度為2，一般情況下，上滑塊與壓銑機(jī)面的比值高度與產(chǎn)品高度之比為4:1，達(dá)到壓力機(jī)的空間距離。 看起來壓力機(jī)和磨具的一些結(jié)構(gòu)變化有望增加一些高度，但壓力機(jī)的設(shè)計和制造將遇到很大的困難。 畢竟這么高的產(chǎn)品，堆積密度的差異會非常顯著。 甚至?xí)?dǎo)致無法形成中間部分的狀態(tài)。 (3)燒結(jié)的局限性統(tǒng)計資料表明，碳素和石墨制品生產(chǎn)中70%以上的廢鐵是燒結(jié)過程造成的，而廢鐵的主要途徑是產(chǎn)品的內(nèi)外裂紋。

造成燒結(jié)產(chǎn)品脫落的原因有很多，如配方的合理性、結(jié)合劑的加入量、單位壓力的大小、焙燒曲線的快慢、產(chǎn)品受熱的均勻性、“高溫焙燒過程中的“氧氣”，以及填料的質(zhì)量。 性能等，但不能確定產(chǎn)品堆積密度不均勻是產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺失造成燒結(jié)損失的主要原因之一。 這是由于容重不同，膨脹系數(shù)不同所致。 在燒結(jié)過程中，形成不均勻的內(nèi)部偏斜。 當(dāng)內(nèi)撓度超過產(chǎn)品本身硬度時，會因內(nèi)撓度釋放而損壞。 這些裂紋不僅在燒結(jié)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(chǎn)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(chǎn)品尺寸相同的情況下，產(chǎn)品脫落的可能性大大增加，產(chǎn)量大大提高改善。 規(guī)?；a(chǎn)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(chǎn)異型制品。 更重要的是，產(chǎn)品性能與產(chǎn)品尺寸無關(guān)。 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(guī)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(guī)格及異形材料不能制造長規(guī)格及異形產(chǎn)品毛坯規(guī)格及特性與毛坯無關(guān)形狀規(guī)格 根據(jù)毛坯的形狀和尺寸，毛坯規(guī)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(nèi)部位置無關(guān)空白，特征離散度小，在0.03以內(nèi)，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(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用 4.1 石墨材料在單晶硅砷化鎵制造中的應(yīng)用 中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，較2006年下降20.8%。隨著各國對可再生能源的重視和持續(xù)的隨著太陽能電池板轉(zhuǎn)換效率的提高，產(chǎn)品成本持續(xù)上升，太陽能電池板產(chǎn)值快速下降。 2000年以來光伏市場的發(fā)展超過了行業(yè)歷史上的任何一次跨越。 2007年全球太陽能電池板產(chǎn)值達(dá)到100%，比2006年下降56%。2007年中國太陽能電池板產(chǎn)值達(dá)到100%，環(huán)比下降148%，市場份額從 2006 年的 17% 增加到 27%。

光伏發(fā)電的前景已經(jīng)被越來越多的國家和金融界所認(rèn)可。 砷化鎵材料除了用于生產(chǎn)半導(dǎo)體集成電路硅片外，還廣泛應(yīng)用于光伏太陽能電池板行業(yè)，特別是生產(chǎn)由單晶制成的砷化鎵太陽能電池板具有很高的轉(zhuǎn)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(chǎn)和供應(yīng)。 一種是用直拉單晶生產(chǎn)單晶棒，將其切割成圓片。 另一種是以砷化鎵為原料，經(jīng)焙燒制成單晶硅砷化鎵塊，再通過線切割機(jī)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(chǎn)業(yè)鏈中尤為重要的基礎(chǔ)工序。 用鑄造技術(shù)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(zhì)，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(rèn)可。 廣泛使用。 與直拉單晶相比，鑄造砷化鎵的主要優(yōu)點(diǎn)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(guī)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(jié)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(diǎn)是富含氫鍵，高密度位錯，微缺陷，雜質(zhì)含量比較高，使得晶體質(zhì)量明顯高于單晶，進(jìn)而提高了光電轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)不完整，而且因為生產(chǎn)過程簡單，它們可以生產(chǎn)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(chǎn)各種砷化鎵材料，如英國公司的結(jié)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(diǎn)，鑄造砷化鎵產(chǎn)品進(jìn)入了人們的視線。 鑄造砷化鎵自發(fā)明以來，技術(shù)不斷改進(jìn)，質(zhì)量不斷提高，應(yīng)用得到廣泛應(yīng)用。 在材料制備方面，平面固液界面技術(shù)、滲碳硅涂層技術(shù)等技術(shù)的應(yīng)用，材料規(guī)格不斷強(qiáng)化； 在電池方面，SiN減反射層技術(shù)、氫鈍化技術(shù)、吸雜技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)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(zhuǎn)換效率得到顯著提高。面板也得到了迅速改進(jìn)。 實驗室效率從1976年的12.5%提高到21世紀(jì)初的19.8%。 %。 近年來，甚至達(dá)到了20.3%。 鑄造砷化鎵太陽能電池板在實際生產(chǎn)中的效率也達(dá)到了15%-16%左右。 由于鑄造砷化鎵的優(yōu)勢，包括中國在內(nèi)的世界各大太陽能生產(chǎn)國都在努力發(fā)展其產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

20世紀(jì)90年代以來，全球新建的太陽能電池板及材料生產(chǎn)線大多為鑄造砷化鎵生產(chǎn)線，但隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術(shù)水平的提高，更多的鑄造砷化鎵材料及電池生產(chǎn)線被投入應(yīng)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(chǎn)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(hù)性二氧化碳。 爐內(nèi)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(shè)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?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)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(dāng)降低加熱功率，工作區(qū)溫度降至1430℃左右硅的熔點(diǎn)，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(qū)，產(chǎn)生小于0℃的垂直溫度梯度，坩堝內(nèi)硅材料的溫度從頂部升高，產(chǎn)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(nèi)上下溫差較大，此時的砷化鎵錠會有一定的熱偏斜，在后續(xù)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(yīng)在硅的熔點(diǎn)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(zhuǎn); (6)冷卻：固溶后，加熱器停止加熱，通入大流量氫氣，使?fàn)t內(nèi)溫度逐漸降低，氣壓逐漸降低，直至達(dá)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(zhì)的部分剔除。 去除表面和周邊，按照所需硅片規(guī)格（如×規(guī)格或×規(guī)格）切割成均勻的圓形硅柱； (9)模切：用多線切割機(jī)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(jié)束。 4.1.2 砷化鎵焙燒爐的結(jié)構(gòu)組成根據(jù)砷化鎵片的生產(chǎn)工藝可知，其核心設(shè)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(jié)結(jié)晶，生產(chǎn)出晶向一致的硅錠，從而滿足太陽能電池板生產(chǎn)對硅片質(zhì)量的要求。 砷化鎵焙燒爐是硅片制造的關(guān)鍵設(shè)備之一。 工藝流程的穩(wěn)定性、設(shè)備控制的穩(wěn)定性和先進(jìn)性直接關(guān)系到是否生產(chǎn)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(zhuǎn)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(jī)構(gòu)、送風(fēng)風(fēng)冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)等組成。 砷化鎵硅片的質(zhì)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(xù)過程，全手動砷化鎵焙燒爐設(shè)計由以下主要工作系統(tǒng)組成。 它們分別是真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、保溫層升降系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)。 (1)真空系統(tǒng) 真空系統(tǒng)是將硅錠保持在真空狀態(tài)下進(jìn)行一系列處理，要求在不同的狀態(tài)下，將爐內(nèi)真空壓力控制在一定范圍內(nèi)。

這就要求真空系統(tǒng)既要有抽真空設(shè)備，又要有非常靈敏的壓力監(jiān)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(tǒng)由機(jī)械泵、羅茨泵、比例閥旁路抽氣系統(tǒng)組成。 (2)加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)是維持工藝要求的關(guān)鍵。 由發(fā)熱元件加熱，由中央控制器控制，能保證恒溫場內(nèi)的溫度按設(shè)定值變化； 同時將體溫控制在一定的精度范圍內(nèi)。 完成長晶過程中對硅錠溫度的精確要求。 (3)測溫系統(tǒng)測溫系統(tǒng)是測量硅錠在爐內(nèi)長晶過程中的溫度變化，實時分析硅錠生長狀態(tài)的定性數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析pdf銷售業(yè)績分析模板建筑結(jié)構(gòu)地震破壞分析銷售進(jìn)度分析表易迅商城競爭戰(zhàn)略分析研判系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)方便實時分析判斷晶體生長狀態(tài)系統(tǒng)可調(diào)節(jié)生長晶體參數(shù)空轉(zhuǎn)速度和進(jìn)料參數(shù)表a過濾池運(yùn)行參數(shù)低-溫蒸汽處理醫(yī)療廢物pid參數(shù)自整定算法冷卻塔技術(shù)參數(shù)及選型，使本工藝運(yùn)行良好。 (4) 絕緣層升降系統(tǒng) 絕緣層升降系統(tǒng)的作用機(jī)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(jī)械升降系統(tǒng)實現(xiàn)，并配有精確的位置和速度控制系統(tǒng)。 保證硅錠晶核生成的優(yōu)良性和光電轉(zhuǎn)換的高效性。 (5)壓力控制系統(tǒng) 壓力控制系統(tǒng)主要保證硅錠在爐內(nèi)生長過程中，在一定時間內(nèi)，按工藝要求保持一定的壓力。 由晶體生長狀態(tài)實時分析判斷系統(tǒng)控制。

(6)其他輔助系統(tǒng)砷化鎵焙燒爐的工作原理：將硅片材料放入鍍膜坩堝內(nèi)，放在定向熔塊上，關(guān)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(jié)晶過程中釋放的熱量通過定向熔塊向下爐腔內(nèi)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(yīng)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(fā)熱材料——高純石墨，以及加熱器所用的隔熱材料——高純碳?xì)直夭牧?，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(shè)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(yīng)加熱和輻射加熱都可以達(dá)到所需的濕度。 通常使用輻射加熱。 它可以精確控制結(jié)晶過程的傳熱，從而在坩堝內(nèi)產(chǎn)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(fā)生反應(yīng)，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(wěn)定等特點(diǎn)。 (2)加熱器用的隔熱材料——高純碳?xì)钟糜诒簾^程的隔熱材料，為提高生產(chǎn)效率，要求設(shè)備的升溫速度越快越好； 由于采用真空工藝，爐內(nèi)物料漏風(fēng)量應(yīng)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(xiàn)隔熱層。 隔熱層的質(zhì)量應(yīng)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(dǎo)熱小、蓄熱少、隔熱效果好、放氣少、重量輕、膨脹系數(shù)小。 在眾多耐火保溫材料中，高純碳?xì)肿顬槔硐搿?文中如有不足之處，敬請指教！