সামগ্রী মেনু
● সিলিকন কার্বাইড উত্পাদন পদ্ধতির ওভারভিউ
● অ্যাকসন প্রক্রিয়া: ধাপে ধাপে ব্রেকডাউন
>> 1। কাঁচামাল প্রস্তুতি
>> 2। চুল্লি লোডিং এবং কনফিগারেশন
>> 3 ... উচ্চ-তাপমাত্রার প্রতিক্রিয়া
>> 4। শীতলকরণ এবং নিষ্কাশন
>> 5 .. ক্রাশ এবং গ্রেডিং
>> 6 .. পরিশোধন এবং মান নিয়ন্ত্রণ
● উন্নত উত্পাদন কৌশল
>> শারীরিক বাষ্প পরিবহন (প্রাইভেট)
>> রাসায়নিক বাষ্প জবানবন্দি (সিভিডি)
● পোস্ট-প্রসেসিং এবং রুপিং
>> প্রযুক্তি গঠন
>> সিনটারিং অগ্রগতি
● শিল্প অ্যাপ্লিকেশন
>> খাত-নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা
● পরিবেশগত এবং অর্থনৈতিক বিবেচনাবেশগত এবং অর্থনৈতিক বিবেচনা
>> শক্তি অপ্টিমাইজেশন
>> পুনর্ব্যবহারমূলক উদ্যোগ
● এসআইসি উত্পাদন ভবিষ্যতের প্রবণতা
● উপসংহার
● FAQS
>> 1। অ্যাকসন প্রক্রিয়া কেন করাত ব্যবহার করে?
>> 2। অ্যাকসন-প্রক্রিয়া সিকের সাধারণ বিশুদ্ধতা কী?
>> 3। একটি পূর্ণ উত্পাদন চক্র কতক্ষণ সময় নেয়?
>> 4। এসআইসি কি পুনর্ব্যবহারযোগ্য হতে পারে?
>> 5 ... সিভিডি কেন ইলেকট্রনিক্সের জন্য পছন্দ করা হয়?
● উদ্ধৃতি:
সিলিকন কার্বাইড (এসআইসি) মহাকাশ থেকে শুরু করে অর্ধপরিবাহী পর্যন্ত শিল্পগুলিতে অপরিহার্য হয়ে উঠেছে। চূড়ান্ত কঠোরতা, তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং রাসায়নিক প্রতিরোধের কারণে এই নিবন্ধটি অ্যাকসন প্রক্রিয়াটিকে কেন্দ্র করে শিল্প উত্পাদন পদ্ধতিগুলি অনুসন্ধান করে, পাশাপাশি শারীরিক বাষ্প পরিবহন (পিভিটি) এবং রাসায়নিক বাষ্প ডিপোজিশন (সিভিডি) এর মতো উন্নত কৌশলগুলিও কভার করে।
সিলিকন কার্বাইড উত্পাদন পদ্ধতির ওভারভিউ
দুটি প্রাথমিক পদ্ধতি এসআইসি উত্পাদনকে প্রাধান্য দেয়:
1। অ্যাকসন প্রক্রিয়া: ঘর্ষণকারী-গ্রেড এসআইসি উত্পাদন করার জন্য traditional তিহ্যবাহী, বৃহত আকারের পদ্ধতি।
2। শারীরিক বাষ্প পরিবহন (পিভিটি): ইলেক্ট্রনিক্সে উচ্চ-বিশুদ্ধতা একক স্ফটিকের জন্য ব্যবহৃত।
3। রাসায়নিক বাষ্প ডিপোজিশন (সিভিডি): পাতলা-ফিল্ম সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিশেষায়িত।
এই নিবন্ধটি অ্যাকসন প্রক্রিয়াটির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, যা শিল্প এসআইসি উত্পাদনের 90% এরও বেশি।
অ্যাকসন প্রক্রিয়া: ধাপে ধাপে ব্রেকডাউন
1। কাঁচামাল প্রস্তুতি
সিলিকন কার্বাইড উত্পাদন প্রক্রিয়াটি সূক্ষ্ম কাঁচামাল নির্বাচন দিয়ে শুরু হয়:
- সিলিকা বালি: কোয়ার্টজ আমানত থেকে উত্সাহিত, 99.5% সিও ₂ বিশুদ্ধতা প্রয়োজন।
- কার্বন উত্স: পেট্রোলিয়াম কোক (কম ছাই সামগ্রীর জন্য পছন্দসই) বা অ্যানথ্র্যাসাইট কয়লা।
- অ্যাডিটিভস:
- গ্যাস এস্কেপ চ্যানেলগুলি তৈরি করতে কাঠ (ওজন অনুসারে 5-10%)।
- সোডিয়াম ক্লোরাইড (2–3%) প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা 2,600 ° C থেকে 2,400 ° C থেকে কমিয়ে দেয়।
আধুনিক সুবিধাগুলি কাঁচামালগুলির রিয়েল-টাইম রচনা বিশ্লেষণের জন্য লেজার-প্ররোচিত ব্রেকডাউন স্পেকট্রোস্কোপি (এলআইবি) ব্যবহার করে।
2। চুল্লি লোডিং এবং কনফিগারেশন
সিলিকন কার্বাইড উত্পাদনের হৃদয় বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের চুল্লিতে রয়েছে:
- ডিজাইন: 500-1,000 মিমি পুরু রিফ্র্যাক্টরি আস্তরণের সাথে আয়তক্ষেত্রাকার ইস্পাত শেল।
- ইলেক্ট্রোডস: গ্রাফাইট রডস (300–500 মিমি ব্যাস) 100-200V ডিসি শক্তি সরবরাহ করে।
- কোর অ্যাসেম্বলি: 10% বাইন্ডারের সাথে মিশ্রিত কার্বন কালো পরিবাহী কোর গঠন করে।
একটি সাধারণ উত্পাদন ব্যাচ ব্যবহার করে:
| উপাদান |
পরিমাণের |
উদ্দেশ্য |
| সিও/সি মিশ্রণ |
50–100 টন |
প্রতিক্রিয়া ভর |
| লবণ অ্যাডিটিভ |
1-2 টন |
ফ্লাক্স এজেন্ট |
| খড় |
3-5 টন |
পোরোসিটি নিয়ন্ত্রণ |
3 ... উচ্চ-তাপমাত্রার প্রতিক্রিয়া
কার্বোথার্মাল হ্রাস তিনটি পর্যায়ে ঘটে:
1। প্রিহিটিং (0-1,800 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড): অস্থিরতা বন্ধ করতে 12-18 ঘন্টা।
2। প্রতিক্রিয়া পর্ব (2,100–2,500 ° C):
সিও 2+3 সি → সিক +2co ↑ ↑
সিও গ্যাস নিঃসরণ প্রতি ব্যাচে 2.5 টন শীর্ষে।
3। স্ফটিক বৃদ্ধি (2,500–2,700 ° C): α- সিক ষড়ভুজ প্লেটলেট ফর্ম।
উন্নত তাপীয় ইমেজিং সিস্টেমগুলি তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্টগুলি ± 25 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের মধ্যে পর্যবেক্ষণ করে।
4। শীতলকরণ এবং নিষ্কাশন
পোস্ট-প্রতিক্রিয়া পরিচালনার জন্য নির্ভুলতা প্রয়োজন:
- নিয়ন্ত্রিত কুলিং: নাইট্রোজেন শুদ্ধকরণ শীতলকরণকে 5-7 দিনে ত্বরান্বিত করে।
- জোনাল এক্সট্রাকশন: বোলে স্বতন্ত্র অঞ্চল রয়েছে:
- অভ্যন্তরীণ কোর: উচ্চ-বিশুদ্ধতা সবুজ এসআইসি (মোহস 9.5)।
- মিডল লেয়ার: 1–3% ফ্রি কার্বন সহ কালো এসআইসি।
- বাইরের ক্রাস্ট: অরক্ষিত উপাদান (মোট ভরগুলির 15-25%)।
5 .. ক্রাশ এবং গ্রেডিং
আধুনিক সিলিকন কার্বাইড উত্পাদন লাইন নিয়োগ:
- এইচপিজিআর ক্রাশারস: উচ্চ-চাপ গ্রাইন্ডিং রোলগুলি 30% বনাম চোয়াল ক্রাশার দ্বারা শক্তি ব্যবহার হ্রাস করে।
- বায়ু শ্রেণিবিন্যাস: কণার আকার বিতরণ অর্জন করে:
- মোটা গ্রিটস: 12-240 জাল (1,680–53 মিমি)।
- মাইক্রন পাউডারস: ডি 97 ≤ 10 মিমি।
6 .. পরিশোধন এবং মান নিয়ন্ত্রণ
পোস্ট-প্রসেসিং উপাদানগুলির ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করে:
- অ্যাসিড লিচিং:
- হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড (5-15%) সিও অপসারণ করে ₂
- সালফিউরিক অ্যাসিড (20%) ধাতব অমেধ্য দূর করে।
- লেজার বিচ্ছিন্নতা: কণার আকার বিতরণ যাচাই করে।
-এক্সআরডি বিশ্লেষণ: α- সিক পণ্যগুলিতে β- সিক সামগ্রী <0.5% নিশ্চিত করে।
উন্নত উত্পাদন কৌশল
শারীরিক বাষ্প পরিবহন (প্রাইভেট)
সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড এসআইসির জন্য বিশেষ প্রবৃদ্ধি প্রয়োজন:
1। বীজ প্রস্তুতি: 4 ঘন্টা-সিক ওয়েফারগুলি আরএ <0.2nm তে পালিশ করা হয়েছে।
2। বৃদ্ধির পরামিতি:
- তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট: 15-25 ° C/সেমি।
- চাপ: 5-50 এমবার।
3। ত্রুটি প্রশমন:
- বেসাল প্লেন স্থানচ্যুতি ঘনত্ব: <100 সেমি 2;
- মাইক্রোপাইপ ত্রুটি: আধুনিক 150 মিমি ওয়েফারগুলিতে নির্মূল।
রাসায়নিক বাষ্প জবানবন্দি (সিভিডি)
পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য:
পূর্ববর্তী গ্যাস:
- সিলিকন উত্স: সিহ (এইচ -তে 5-10%)।
- কার্বন উত্স: c₃h₈ বা ch₃sicl₃।
বৃদ্ধির হার:
- বাল্ক বৃদ্ধি: 0.3–1.0 মিমি/ঘন্টা।
- এপিট্যাক্সিয়াল স্তরগুলি: 10-50 μm/ঘন্টা।
পোস্ট-প্রসেসিং এবং রুপিং
প্রযুক্তি
| পদ্ধতি পদ্ধতি |
চাপ ঘনত্ব |
অর্জন |
অ্যাপ্লিকেশন |
| শুকনো চাপ |
50-200 এমপিএ |
60–75% টিডি |
অবাধ্য ইট |
| ঠান্ডা আইসোস্ট্যাটিক |
200–400 এমপিএ |
75–85% টিডি |
আর্মার টাইলস |
| ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ |
70–150 এমপিএ |
55–65% টিডি |
জটিল জ্যামিতি |
সিনটারিং অগ্রগতি
সিলিকন কার্বাইড উত্পাদনে উদ্ভাবনের মধ্যে রয়েছে:
সলিড-স্টেট সিনটারিং:
- অ্যাডিটিভস: বিসি + সি (0.5–2.0%)।
- তাপমাত্রা: 2,100–2,200 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড।
তরল-পর্বের সিনটারিং:
- Al₂o₃-y₂o₃ ফ্লাক্সগুলি 1,850–1,950 ° C তাপমাত্রায় ডেনসিফিকেশন সক্ষম করে।
শিল্প অ্যাপ্লিকেশন
খাত-নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা
| শিল্পের |
মূল বৈশিষ্ট্য |
সিক গ্রেড |
| বৈদ্যুতিক যানবাহন |
তাপ পরিবাহিতা ≥200 ডাব্লু/এমকে |
4 এইচ-সিক ওয়েফার |
| মহাকাশযান |
বিকিরণ কঠোরতা |
উচ্চ বিশুদ্ধতা সিভিডি |
| ধাতু কাটা |
ফ্র্যাকচার দৃ ness ়তা ≥4 এমপিএ · mm |
Sintered α-sic |
কেস স্টাডি: টেসলার মডেল 3 ইনভার্টার 24 সিক মোসফেট ব্যবহার করে, এসআই আইজিবিটিএসের তুলনায় বিদ্যুতের ক্ষতি 75% হ্রাস করে।
পরিবেশগত এবং অর্থনৈতিক বিবেচনাবেশগত এবং অর্থনৈতিক বিবেচনা
শক্তি অপ্টিমাইজেশন
আধুনিক সিলিকন কার্বাইড উত্পাদন সুবিধা বাস্তবায়ন:
- বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার: চুল্লি তাপের 40-50% বাষ্প শক্তি রূপান্তরিত।
- ডিসি আর্ক ফার্নেসেস: 6-8 কিলোওয়াট/কেজি শক্তি খরচ হ্রাস করুন।
পুনর্ব্যবহারমূলক উদ্যোগ
ক্লোজড-লুপ সিস্টেমগুলি পুনরুদ্ধার:
- হাইড্রোসাইক্লোন পৃথকীকরণের মাধ্যমে 92-95% ঘর্ষণকারী গ্রিটের।
- মিথেনল সংশ্লেষণের জন্য 70% ফার্নেস অফ-গ্যাস কো।
এসআইসি উত্পাদন ভবিষ্যতের প্রবণতা
1। বৃহত্তর স্ফটিক বৃদ্ধি: 2026 সালের মধ্যে 200 মিমি ওয়েফার উত্পাদন।
2। অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং: 99.3% ঘনত্বের সাথে এসআইসি উপাদানগুলির বাইন্ডার জেটিং।
3। এআই ইন্টিগ্রেশন: মেশিন লার্নিং 94% নির্ভুলতার সাথে সর্বোত্তম চুল্লি পরামিতিগুলির পূর্বাভাস দেয়।
উপসংহার
সিলিকন কার্বাইড উত্পাদন প্রক্রিয়াটি শতাব্দী পুরানো নীতিগুলি কাটিয়া-প্রান্তের উদ্ভাবনের সাথে একত্রিত করে। যদিও অ্যাকসন প্রক্রিয়াটি বাল্ক উত্পাদনের জন্য প্রভাবশালী থেকে যায়, পিভিটি এবং সিভিডি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সে উন্নত অ্যাপ্লিকেশনগুলি সক্ষম করে। ফার্নেস ডিজাইন, পুনর্ব্যবহারযোগ্য এবং ডিজিটালাইজেশনে ভবিষ্যতের অগ্রগতিগুলি চরম পরিবেশের জন্য সমালোচনামূলক উপাদান হিসাবে এসআইসির ভূমিকা আরও দৃ ify ় করবে, গ্লোবাল এসআইসি বাজারে ২০২৮ সালের মধ্যে ১০..6 বিলিয়ন ডলারে পৌঁছবে বলে ধারণা করা হচ্ছে।
FAQS
1। অ্যাকসন প্রক্রিয়া কেন করাত ব্যবহার করে?
গরম করার সময় কাঠের পোড়া পোড়ায়, গ্যাসের পালানোর চ্যানেলগুলি তৈরি করে যা চাপ তৈরি প্রতিরোধ করে এবং প্রতিক্রিয়ার অভিন্নতা উন্নত করে।
2। অ্যাকসন-প্রক্রিয়া সিকের সাধারণ বিশুদ্ধতা কী?
বাণিজ্যিক গ্রেডগুলি 98-99.5% বিশুদ্ধতায় পৌঁছায়, যখন অ্যাসিড-ধুয়ে যাওয়া বৈকল্পিকগুলি 99.9% এর বেশি।
3। একটি পূর্ণ উত্পাদন চক্র কতক্ষণ সময় নেয়?
কাঁচামাল থেকে চূড়ান্ত পাউডার পর্যন্ত: 15-20 দিন (7-10 দিন কুলিং সহ)।
4। এসআইসি কি পুনর্ব্যবহারযোগ্য হতে পারে?
হ্যাঁ - গ্রাইন্ডিং হুইল বর্জ্যের 40% পর্যন্ত ক্রাশ এবং চৌম্বকীয় পৃথকীকরণের মাধ্যমে পুনরুদ্ধার করা হয়।
5 ... সিভিডি কেন ইলেকট্রনিক্সের জন্য পছন্দ করা হয়?
সিভিডি ত্রুটিযুক্ত ঘনত্বগুলি অর্জন করে <1 সেমি 2; বনাম 10⊃3; –10⁴ সেমি 2; প্রাইভেট স্ফটিকগুলিতে।
উদ্ধৃতি:
[1] https://www.linkedin.com/pulse/silicon-carbide-sic-industrial-production-methods-francois-xavier-xqf7e
[2] https://www.ipsseramics.com/how-is-silicon-carbide-made/
[3] https://materials.iisc.ac.in/~govindg/silicon_carbide_manufacture.htm
[4] https://www.linkedin.com/pulse/comprehiste-guide-silicon-carbide-from
[5] https://www.linkedin.com/pulse/production-process-silicon-carbide--wrstc
[]] Https://www.domill.com/ কি-আইস- দ্য-সিলিকন-কার্বাইড-পাউডার-মেকিং-প্রসেস-ফ্লো.এইচটিএমএল
[]] Https://www.xinliabrasive.com/production-process-of-slack-silicon-carbide.html
[8] https://www.semi-crea.com/news/silicon-carbide-wafaide-wafachechulation-process/
[9] https://inklele-tech.com/faqs/how-do-you-soces-slicon-carbide
[10] https://www.washingtonmills.com/silicon-carbide/sic-production-process
[11] https://www.azom.com/article.aspx?articleid=3271
[12] https://patents.google.com/patent/us20140315373a1/en
[১৩] https://www.linkedin.com/pulse/manufacting-process-production-flow- সিলিকন-কার্বাইড-saggars-l57ic
[14] https://www.crystec.com/crysice.htm
[15] https://en.wikedia.org/wiki/acheson_process
[16] https://www.ntnu.no/blogger/teknat/en/2020/12/15/role-olicon-carbide-inic-silicon-ferro- সিলিকন-সি-ফেসি-প্রসেস/
[১]] https://newsoroom.st.com/media-center/press-item.html/c3262.html
[18] https://www.matek.com/en-global/tech_article/detail/all/all/202205-iar
[19] https://www.wolfspeed.com/company/news-events/news/wolfsped-opens-the-worlds-grast-clicon-carbide-fab-nabling-nabling-nabling-nabling-nabling-production/
[20] https://wiredspace.wits.ac.za/bitstreams/09da15cb-8cc1-4573-b55e-b4ed15050145/download
[21] https://www.sglcarbon.com/en/newsoroom/stories/why- সিলিকন-কার্বাইড-সেমিকন্ডাক্টরস-হ্যাভ-এ-ব্রাইট-ফিউচার/
