Контейнерный материал для полупроводниковых технологий из плавленого кварца с добавками нановолокон Al2O3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено влияние нановолокон Al2O3 на свойства керамики из плавленого кварца, используемой в производстве контейнеров для расплава полупроводниковых материалов. Установлено, что добавка от 0.05 до 0.15 мас. % нановолокон оксида алюминия приводит к увеличению механической прочности керамики, полученной методом шликерного литья. Прочность на сжатие керамического материала при добавлении 0.15 мас. % нановолокон после спекания при температуре 1200°С возрастает от 90 ± 4 до 143 ± 9 МПа, прочность на изгиб при этом изменяется от 28 ± 2 до 42 ± 3 МПа.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Ю. Подшибякина

Сибирский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: podshibyakina.elenka@mail.ru
Россия, Свободный пр., 79, Красноярск, 660041

А. Ф. Шиманский

Сибирский федеральный университет

Email: podshibyakina.elenka@mail.ru
Россия, Свободный пр., 79, Красноярск, 660041

М. Н. Васильева

Сибирский федеральный университет

Email: podshibyakina.elenka@mail.ru
Россия, Свободный пр., 79, Красноярск, 660041

М. М. Симунин

Сибирский федеральный университет

Email: podshibyakina.elenka@mail.ru
Россия, Свободный пр., 79, Красноярск, 660041

Р. Г. Еромасов

Сибирский федеральный университет

Email: podshibyakina.elenka@mail.ru
Россия, Свободный пр., 79, Красноярск, 660041

Т. В. Бермешев

Сибирский федеральный университет

Email: podshibyakina.elenka@mail.ru
Россия, Свободный пр., 79, Красноярск, 660041

Список литературы

  1. Пивинский Ю.Е., Суздальцев Е.И. Кварцевая керамика и огнеупоры. Т.1 Теоретические основы и технологические процессы. М.: Теплоэнергетик, 2008. 672 с.
  2. Пивинский Ю.Е., Суздальцев Е.И. Кварцевая керамика и огнеупоры. Т.2 Материалы, их свойства и области применения. М.: Теплоэнергетик, 2008. 464 с.
  3. Optical Grade Germanium. https://www.findlight.net/optics/optical-materials/optical-glass/optical-grade-germanium
  4. Einhaus R., Lissalde F.C., Rivat P. Crucible for a Device for Producing a Block of Crystalline Material and Method for Producing Same: Patent US, № 7442255. Publication date 28.10.2008; priority 17.04.2003.
  5. Шиманский А.Ф., Подщибякина Е.Ю., Самойло А.С., Жижаев А.М., Городищева А.Н., Васильева М.Н. Кварцевые тигли для расплава германия с композитным внутренним слоем, содержащим нитрид бора // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 2. С. 220–224. https://doi.org/10.31857/S0002337X21020111
  6. Шиманский А.Ф., Пивинский Ю.Е., Савченко Н.С., Подкопаев О.И. Способ получения кварцевых тиглей: Патент РФ, № 2333900. Заявлено 30.11.2006; опубл. 20.09.2008. Бюл. № 26.
  7. Liang J.J., Lin Q.H., Zhang X., Jin T., Zhou Y.Z., Sun X.F., Choi B.G., Kim I.S., Do J.H., Jo C.Y. Effects of Alumina on Cristobalite Crystallization and Properties of Silica-Based Ceramic Cores // J. Mater. Sci. Technol. 2017. V. 33. Р. 204–209. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2016.02.012
  8. Khomenko E.S., Zaichuk A.V., Karasik E.V., Kunitsa A.A. Quartz Ceramics Modified by Nanodispersed Silica Additive // Funct. Mater. 2018. V. 25. № 3. P. 613–618. https://doi.org/10.15407/fm25.03.613
  9. Gu Y., Bu J., Ma Ch., Zhao D., Wang Z. Influence of Nano-Yb2O3, Nano-Nd2O3 and Nano-Dy2O3 on Sintering and Crystallization of Fused Quartz Ceramic Materials // Adv. Mater. Res. 2013. V. 750–752. P. 517–520. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.750-752.517
  10. Бородай Ф.Я., Викулин В.В., Иткин С.М., Ляшенко Л.П., Шкарупа И.Л., Самсонов В.И. Наномодифицированная кварцевая керамика с повышенной высокотемпературной прочностью: Патент РФ, № 2458022. Заявлено 09.02.2011; опубл. 10.08.2012. Бюл. № 22.
  11. Пивинский Ю.Е., Тимошенко К.В. Реотехнологические свойства смешанных суспензий в системе SiO2–Al2O3 и некоторые свойства материалов на их основе. 1. Система плавленый кварц–глинозем // Огнеупоры и техническая керамика. 2000. № 7. С. 18–23.
  12. Zhu X., Hayashi H., Zhou Y., Hirao K. Influence of Additive Composition on Thermal and Mechanical Properties of β–Si3N4 Ceramics // J. Mater. Res. 2004. V. 19. № 11. P. 3270–3278. https://doi.org/10.1557/JMR.2004.0416
  13. Суздальцев Е.И., Харитонов Д.В. Состояние и перспективы формования заготовок из водных шликеров неорганических материалов // Огнеупоры и техническая керамика. 2002. № 12. С. 4–7.
  14. Minakov A.V., Pryazhnikov M.I., Simunin M.M., Dobrosmyslov S.S., Kuular A.A., Molokeev M.S., Volochaev M.N., Khartov S.V., Voronin A.S., Rheological Properties of Colloidal Suspensions of Alumina Nanofibers // J. Mol. Liq. 2022. V. 367. Part A. Р. 120385. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.120385
  15. Onsager L. The Effects of Shape on the Interaction of Colloidal Particles // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1949. V. 51. P. 627–659. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1949.tb27296.x
  16. Markovska I., Yovkova F., Minov G., Rusev D., Lyubchev L. Investigation of Silane Modified Ceramic Surface of Porous Mullite Ceramics // Int. J. Environ. Ecol. Eng. 2013. V. 7. № 7. Р. 409–413.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Нановолокна оксида алюминия в водно-спиртовой суспензии

Скачать (49KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Седиментационные кривые суспензий плавленого кварца без (1) и с добавкой нановолокон Al2O3 в количестве 0.10 (2) и 0.15 мас. % (3)

Скачать (25KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микроструктура образцов кварцевой керамики без (а) и с добавкой 0.15 мас. % нановолокон Al2O3 (б)

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микроструктура керамики на границе зерен

Скачать (230KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Кривые спекания кварцевой керамики с добавкой 0.15 мас. % нановолокон Al2O3 (1) и без добавки (2), график изменения температуры (3)

Скачать (48KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024