Wie Siliziumkarbidplatten in rauen Umgebungen zum Wendepunkt werden

In stark wettbewerbsorientierten Branchen können Materialien nicht nur minimale Anforderungen erfüllen. Sie müssen auch unter extremem Druck präzise arbeiten. Siliziumkarbidplatten leisten genau das. Diese Hightech-Keramiken eignen sich hervorragend für Anwendungen, bei denen sie nicht versagen können. Ihre hohe Festigkeit, thermische Stabilität und chemische Beständigkeit sind unübertroffen – von Halbleitern über Verteidigungspanzer bis hin zu Nanopartikeln.

Siliziumkarbidplatten

Die Siliziumkarbidplatten bieten unübertroffene Leistung unter widrigen Bedingungen. Diese superharten Keramiken sorgen für kontaminationsfreie Umgebungen (<0,1 ppm) für Halbleiterwafer mit hoher Temperaturstabilität von ±1 °C. Chemieanlagen profitieren von der Beständigkeit gegen Schwefelsäure in den letzten 10 Jahren und der Fähigkeit, sehr schnellen Flüssigkeitsströmungen von 25 m/s standzuhalten.

Ihre Fähigkeit, ein Geschoss mit der Hälfte des Gewichts von Stahl aufzuhalten, wird in militärischen Anwendungen ausgenutzt und sie sind nachweislich widerstandsfähig gegen 7,62-mm-Geschosse und IEDs. Sie werden in Standardgrößen (100 x 100 mm bis 600 x 1200 mm, 1–30 mm dick) oder Sonderformen wie Raketendüsen in drei Spezialqualitäten hergestellt: ultrareines CVD (99,9995%) geeignet für thermische Anwendungen, hochfestes Sintermetall (450 MPa) für mechanische Belastungen und korrosionsbeständiges Nitrid-gebundenes Metall für raue chemische Umgebungen.

Wichtige Leistungsdaten

Darüber hinaus verfügen Siliziumkarbidplatten über eine Reihe extrem starker Eigenschaften, die sie einzigartig machen:

All diese Eigenschaften machen SiC-Platten zu einer führenden Lösung für Ingenieure, die keinen Materialschaden riskieren können. Dank der Kombination aus mechanischer Festigkeit, thermischer Zuverlässigkeit und Reinheit bieten sie in Hochleistungs- und Reinraumumgebungen einen unübertroffenen Vorteil.

Industrielle Anwendungen

In einem Szenario, in dem ein Ausfall nicht akzeptabel ist, sind Siliziumkarbidplatten die zuverlässigsten. Diese fortschrittlichen Keramikkomponenten finden Anwendung in den kritischsten thermischen und mechanischen Anwendungen in den kritischsten Branchen.

Panzerungsanwendungen

• Leichte panzerbrechende Panzerung, die von panzerbrechenden Kugeln durchdrungen werden kann.

• Eine der Grundlagen moderner mobiler Kriegsführungssysteme.

• Wird bei Körperpanzerungen, gepanzerten Fahrzeugen und beim Flugzeugschutz verwendet.

Halbleiterfertigung:

• Hochreine Waferträger und Suszeptoren werden nicht verunreinigt.

• Vakuumkammerauskleidungen ermöglichen eine fehlerfreie Chipproduktion.

Industrielle Lösungen:

• Chemieanlagen: Sie sind in der Lage, konzentrierte Säuren zu verdampfen und sich einem enormen Druck auszusetzen, den Ihre alltäglichen, einfachen Materialien völlig zerstören würden.

• Enorme Hitze: Optimale Brennöfen und Öfen sind außerdem Brennöfen, die Temperaturen zwischen 0 °C und 2700 °C standhalten, ohne zu reißen.

• Eiserner Schutz: Gewinnen Sie den Kampf gegen alle anderen Marken, die gleichzeitig extrem hohen Temperaturen und Korrosion ausgesetzt sein können.

Der Grund, warum Siliziumkarbid eine bessere Leistung als andere Materialien bietet

Um ein klareres Verständnis dafür zu bekommen, wie wertvoll Siliziumkarbid ist, ist es gut, es mit anderen keramischen Materialien zu vergleichen, die weit verbreitet sind:

Auswahl der richtigen SiC-Platte

Die Auswahl einer Siliziumkarbidplatte ist mehr als nur die Auswahl eines Teils aus einem Katalog. Einige der wichtigsten Überlegungen im Auswahlprozess sind unten in einer Checkliste aufgeführt:

• Betriebsumgebung: Finden Sie heraus, in welchen Umgebungen die Platte eingesetzt werden muss. Wird sie einem hohen Vakuum, korrosiven Chemikalien oder ungleichmäßigen Temperaturen im Freien ausgesetzt sein? Wählen Sie eine SiC-Qualität mit einer Konstruktionsstärke, die diesen Extremen standhält. Die Leistung und Lebensdauer werden durch die Umweltverträglichkeit beeinflusst.

• Geometrie: Benötigen Sie eine Standardgröße Platte aus Siliziumkarbid oder ein Bauteil mit einer bestimmten Form mit vorgegebenen Nuten, Löchern oder Ausschnitten? Die Form muss zum Design Ihres Systems passen.

• Reinheit: Informieren Sie sich über die Reinheitsanforderungen Ihrer Anwendung. Zu den Bereichen, in denen zur Vermeidung von Verunreinigungen ein hoher Reinheitsgrad erforderlich ist, gehören beispielsweise die Halbleiterindustrie und die Medizin.

• Thermische Belastung: Informieren Sie sich über den für Ihre Anwendung erforderlichen Temperaturbereich. Wird die Platte starker und anhaltender Hitze ausgesetzt sein? Stellen Sie sicher, dass sie der erwarteten thermischen Belastung standhält, ohne sich zu verformen.

• Mechanische Integration: Machen Sie sich mit der Art und Weise vertraut, wie die Platte installiert werden soll. Wird sie verschraubt, geklemmt, gelötet oder modular zusammengebaut? Die thermische und strukturelle Integrität der Platte sollte durch den Montagemechanismus selbst mechanisch unterstützt werden.

Wartung und Haltbarkeit

Für die Zukunft ist Langlebigkeit ebenso wichtig wie Leistung. Siliziumkarbidplatten haben eine außergewöhnlich lange Lebensdauer, was kein Zufall ist. Handhabung, Wartung und Umweltmanagement tragen maßgeblich zur Maximierung ihrer Lebensdauer bei. Im Folgenden finden Sie einige wichtige Maßnahmen, um die Leistungsfähigkeit Ihrer Siliziumkarbidplatten zu gewährleisten:

• Häufig reinigen: Waschen Sie Rückstände, Ablagerungen oder chemische Ablagerungen weg, um die Leistung sicherzustellen und vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden.

• Visuelle Überprüfung: Verfärbungen, Oberflächenverschleiß oder Risse sind zu prüfen. Die kleinen Risse können sich ausweiten und müssen frühzeitig behandelt werden.

• Umweltkontrolle: Achten Sie in korrosiven Umgebungen oder Umgebungen mit hohem Druck besonders auf die Umgebung, um unerwartete Schäden oder Ausfälle zu vermeiden.

Bei richtiger Handhabung halten Siliziumkarbidplatten bis zu dreimal länger als Metall- oder andere minderwertige Keramikplatten. Sie weisen eine ausgezeichnete thermische und chemische Beständigkeit auf und sind daher auch nach Tausenden von Betriebszyklen stabil und zuverlässig. Dies führt zu weniger Ersatzteilen, geringeren Ausfallzeiten und langfristigen Kosteneinsparungen.

Fallstudie

Einer der europäischen Halbleiterhersteller meldete grundlegende Fehler in seinen Aluminiumnitridstrukturen:

• Es wurde festgestellt, dass der Plattenbruch aufgrund der thermischen Belastung alle 120–150 Zyklen gemeldet wurde.

• Durch die Versäumnisse bei Kontaminationsereignissen entstehen jedes Jahr Kosten in Höhe von 2,8 Millionen Wafern.

• Die Produktionskapazität wurde durch 15% unerwartete Abschaltungen aufgezehrt.

Die Lösung

Der Austausch der Platten durch Siliziumkarbidplatten brachte dem Unternehmen folgende Ergebnisse:

• 35% Steigerung der Waferausbeute durch kontaminationsfreie Verarbeitung.

• Die Betriebszeit der Geräte wurde verdoppelt und die Lebensdauer auf über 800 Zyklen erhöht.

• Die Wartungskosten wurden um 60% (420.000 auf 168.000/Jahr) gesenkt.

Ihre Vorteile:

• Konstante Temperaturregelung: 0,5 °C Temperaturstabilität, vorher waren es 2,3 °C Schwankung.

• Integrität des Reinraums: Die Partikelkonzentration wurde auf Werte unter ISO-Klasse 3 gesenkt.

• Amortisationszeit: 8 Monate, jährliche Einsparungen von 3,1 Millionen Euro.

Abschluss

Siliziumkarbidplatten sind mehr als nur ein Material: Sie bieten einen Vorteil. Sie finden zunehmend Anwendung in der modernen Industrie, wo Ingenieure und Einkäufer Zuverlässigkeit, Reinheit und thermische Stabilität unter extremen Bedingungen benötigen. Solche Platten haben unter anderem in der Rüstungsindustrie und der Halbleiterfertigung einen messbaren Wert.

Mit steigenden Leistungsstandards steigt auch der Bedarf an Materialien, die diesen Anforderungen gerecht werden. Siliziumkarbidplatten halten der Hitze bei Hochtemperaturanwendungen stand, verbessern Reinräume und ermöglichen die Entwicklung von Schutzvorrichtungen der neuesten Generation. Sie sind nicht nur langlebig, sondern auch zukunftssicher.