탄화규소 (SiC), 수많은 산업 분야에서 중요한 용도로 사용되는 다용도 화합물, polytypes로 알려진 많은 다른 결정 구조에 존재. 이러한 폴리타입 중에서, 알파 단계, 또는 α-SiC, 우수한 특성과 광범위한 사용으로 인해 특히 중요합니다..

α-SiC의 구조

결정 구조

그만큼 α-SiC, 육각형 탄화 규소라고도 함, 공간군이 P63mc 또는 P63m인 육각형 결정계에 속합니다.. 특정 순서로 적층된 Si-C 이중층의 반복 패턴이 특징입니다.. 이 구조는 α-SiC에 고유한 특성을 부여합니다., 고경도 포함, 열 전도성, 내마모성.

실리콘 카바이드의 다형

실리콘 카바이드의 다양한 다형은 Si-C 이중층의 적층 순서에 따라 구별됩니다.. α-SiC에서, 가장 일반적인 다형은 4H-SiC 및 6H-SiC입니다., 여기서 숫자는 하나의 단위 셀에서 반복되는 이중층 시퀀스를 나타냅니다..

α-SiC의 특성

물리적 특성

α-SiC는 놀라운 물리적 특성을 나타냅니다., 높은 융점을 포함하여 (약 2730°C), 우수한 열전도율, 낮은 열팽창계수. 단단하기로도 유명해요, 다이아몬드에 가까워요, 알려진 가장 단단한 물질.

전기적 특성

α-SiC는 전기적 특성도 우수합니다., 넓은 밴드갭을 포함한, 높은 전기장 강도, 높은 포화 전자 드리프트 속도. 이러한 특성으로 인해 고전력에 적합합니다., 고주파, 및 고온 애플리케이션.

α-SiC의 응용

산업용 애플리케이션

α-SiC는 다양한 분야에 널리 사용됩니다. 산업용 애플리케이션 우수한 특성으로 인해. 예를 들어, 경도가 높아 연마재, 절삭공구 등에 사용됩니다.. 높은 열 전도성과 열충격에 대한 저항성은 가마 가구 및 기타 고온 응용 분야에 이상적입니다..

전자제품 및 반도체

전자산업에서는, α-SiC는 전력소자에 사용됩니다., 발광 다이오드 (LED), 질화갈륨의 기판으로서 (GaN) 장치. 넓은 밴드갭 덕분에 기존 실리콘 장치보다 더 높은 온도와 전압에서 작동할 수 있는 장치가 가능합니다..

α-SiC 제조

애치슨 프로세스

애치슨 프로세스, 발명가 에드워드 굿리치 애치슨의 이름을 따서 명명, α-SiC를 생산하는 가장 일반적인 방법. 이 과정에서, 규사 혼합물 (SiO2) 그리고 석유 코크스 (씨) 전기로에서 고온으로 가열됩니다.. 결과적인 화학 반응으로 탄화규소가 생성됩니다..

과제와 연구방향

α-SiC의 광범위한 사용에도 불구하고, 고품질 제조, 순수 α-SiC는 여전히 과제로 남아 있음. 현재 연구는 α-SiC 결정의 순도와 구조적 완성도를 향상시키는 데 중점을 두고 있습니다., 대규모 생산을 위한 방법 개발뿐만 아니라.

결론

α-SiC, 독특한 물리적 조합으로, 열의, 및 전기적 특성, 다양한 분야에서 큰 관심과 유용성을 지닌 소재임이 입증되었습니다.. 연구와 기술이 계속해서 발전함에 따라, α-SiC의 잠재적인 응용과 중요성은 더욱 커질 것으로 예상됩니다.. 개선된 생산 방법에 대한 지속적인 탐구와 이 다재다능한 재료의 새로운 용도 발견은 α-SiC의 앞으로 펼쳐질 흥미진진한 미래를 입증합니다..