半导体有什么用_半导体制造用高纯超细碳化硅陶瓷粉体表面改性研究
本文关键词：半导体制造，由笔耕文化传播整理发布。
《青海大学》 2011年
半导体制造用高纯超细碳化硅陶瓷粉体表面改性研究
李星
【摘要】：SiC因具有抗氧化性强、高温强度大、耐磨损性好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度和弹性模量高、抗热震性能好以及耐化学腐蚀等优良特性,近年来成为高技术领域的首选材料之一。在半导体制造领域,许多工程也都在使用SiC陶瓷。作为半导体制造用高性能陶瓷的原料粉体,必须要求SiC微粉具有高纯、超细、分散性好的特性,但经机械粉碎后的SiC粉体,因粒径小,表面能高,很容易发生团聚,形成二次粒子,很难实现超细尺度范围内颗粒之间的均匀分散以及浇注成型工艺中料浆的分散、稳定和悬浮,进而影响陶瓷材料性能的提高。因此必须对SiC粉体进行表面处理,改善SiC粉体的分散性、流动性,消除团聚,从而提高超细粉体成型性能以及制品最终性能。 本文依据分散稳定3大理论,设计出SiC粉体的双层包覆模型,以KH-550硅烷偶联剂作为中间过渡层,将有机单体AM/AA-Na接枝聚合在SiC粉体表面,使其在水中的胶体特性发生变化,分散稳定性显著提高。研究中确定了包覆改性过程中的工艺条件,并利用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜、Zeta电位仪、粘度计等分析了改性前后SiC粉体的表面特性,测试了SiC粉体悬浮液的分散稳定性和流动性,并将改性粉体试制成陶瓷件,测试烧结件的性能。 研究结果表明:改性后的SiC微粉表面确实存在KH-550和PAM或PAA-Na;SiC粉体经接枝聚合包覆后没有改变原始SiC粉体的物相结构,只是改变了其在水介质中的胶体性质;改性SiC粉体形状较规则,无明显团聚现象,粉体分散性得到改善。 PAM-KH550SiC及PAA-Na-KH550SiC改性粉体与原始粉体相比,Zeta电位值均有显著提高,后者提高程度较大,其最高正电位为+57.08mV(pH=3),最高负电位为-57.33mV(pH=10);AA-Na与AM接枝共聚改性粉体,在碱性条件下可获得更高的Zeta电位值-76.61mV(pH=10),Zeta电位值的提高有效改善了SiC粉体水基分散时的稳定性,使改性SiC粉体在酸性或碱性条件下,分散稳定性均得到了明显改善,可以确定:原始SiC粉体在料浆中主要依靠静电稳定机制实现分散稳定,而改性SiC粉体则是以静电-空间位阻机制实现分散稳定。 本研究中还将改性前后SiC微粉试制成陶瓷件,测试其性能。结果显示采用改性粉体烧结出的试样密度增加,显微结构致密、分散均匀,没有大的团聚体和明显的气孔存在,颗粒堆积紧密,体现出改性粉体良好的成型、烧结性能。
【关键词】：
【学位授予单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TB383.3
【目录】：
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