மெனு
செய்தி

செய்தி

முகப்பு>செய்தி

வெளிப்படையான AlON மட்பாண்டங்களின் சமீபத்திய முன்னேற்றம் மற்றும் சவால்கள்

2023-05-10

மட்பாண்டங்கள் மற்றும் அவற்றின் கலவைகள் அவற்றின் தனித்துவமான வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகள் [1−7] காரணமாக பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்காக பரவலாக ஆராயப்பட்டுள்ளன. அவற்றில், வெளிப்படையான மட்பாண்டங்கள் அவற்றின் சிறந்த ஆப்டிகல், இயற்பியல் மற்றும் இயந்திர பண்புகள் [8−10] காரணமாக வணிகக் களத்திலும் இராணுவத் தொழில்களிலும் விரிவான பயன்பாட்டைக் கொண்டுள்ளன. வெளிப்படையான மட்பாண்டங்களில், டோம்கள், அகச்சிவப்பு மற்றும் தெரியும் ஜன்னல்கள் மற்றும் வெளிப்படையான கவசங்கள் போன்றவற்றில் வெளிப்படையான அலுமினியம் ஆக்சினிட்ரைடு (AlON) பீங்கான்கள் மிக முக்கியமான பீங்கான்களில் ஒன்றாகக் கருதப்படுகின்றன [11-13]. கடினமான வெளிப்படையான மட்பாண்டங்கள் என்று நன்கு அறியப்பட்ட ஒற்றை கிரிஸ்டல் சபையருடன் ஒப்பிடும்போது, ​​பாலிகிரிஸ்டலின் AlON மட்பாண்டங்கள் வலிமை, கடினத்தன்மை மற்றும் ஒளியியல் பண்புகளில் ஒத்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் அளவு மற்றும் வடிவத்தில் அதிக நெகிழ்வுத்தன்மையை வழங்குகின்றன [14,15]. எனவே, AlON மட்பாண்டங்கள் வளர்ந்து வரும் விசாரணையை ஈர்த்துள்ளன. γ-AlON என்பது Al₂O₃ மற்றும் AlN [16,17] ஆகியவற்றின் திடமான தீர்வாகும். திட நிலை எதிர்வினை [18], Al₂O₃[19,20]க்கான கார்பனைசேஷன் முறை, இரசாயன நீராவி படிவு [21], sol−gel முறை [22,23], போன்ற பல முறைகள் AlON தூள் அல்லது AlON மட்பாண்டங்களைத் தயாரிக்க ஆராயப்பட்டுள்ளன. மற்றும் தீர்வு எரிப்பு தொகுப்பு [24]. AlON இன் பேண்ட் இடைவெளி 6.2 eV [25] ஆக அளவிடப்பட்டது. TU மற்றும் பலர் [26] γ-AlON இல் உள்ள Al காலியிடங்கள் மற்றும் Natoms இன் ஆன்-சைட் விருப்பத்தைப் படிக்க முதல்-கொள்கைகள் அடர்த்தி செயல்பாட்டுக் கோட்பாட்டை (DFT) பயன்படுத்தினர். Al₂₃O₂₇N₅ இன் உள்ளூர் அமைப்பாக γ-AlON இன் பேண்ட் இடைவெளி மற்றும் மொத்த மாடுலஸ் கட்டமைப்பு மாதிரியானது, N அணுக்களின் 3.99 eV மற்றும் γ-AlON இல் உள்ள Al காலியிடங்கள் முறையே 200.9 GPa அல்ல. ஒரு பரந்த இசைக்குழு தெளிவானது. γ-AlON இன் பண்புகள் குறைந்த ஃபோட்டான் ஆற்றல் மற்றும் உயர் அட்டவணை 1 ஆகியவற்றுடன் இடைவெளியில் காட்டப்படுகின்றன [14].

டெர்மல் ஸ்திரத்தன்மை, AlON செராமிக் ஒரு பாஸ்பர் மேட்ரிக்ஸாக ஆராயப்பட்டது. ஒரு அப்கன்வர்ஷன் போட்டோ-லுமினென்சென்ஸ் (UCPL) பாஸ்பராக, AlON ஆனது Eu₂+ [27], Yb₃+[28], Tm₃+ [29], மற்றும் Ce₃+ [30] போன்ற பல்வேறு அரிய பூமித் தனிமங்களுடன் டோப் செய்யப்படலாம். சமீபத்தில், 4-டைமெதில்-அமினோ-என்-மெத்தில்-4-ஸ்டில்பாசோலியம்டோசைலேட் (DAST) அடுக்கு [31] உடன் இணைந்து குறைந்த விலை AlON அடிப்படையிலான கண்ணாடிகள் மற்றும் வெளிப்படையான AlON [32] மீது VO₂ மெல்லிய படலம் இருப்பது கண்டறியப்பட்டது. ஸ்மார்ட் விண்டோஸில் சாத்தியமான பயன்பாடு. ALON(5)−DAST(90)−ALON(5) மலிவான, இலகுரக மற்றும் கடினமான [31] குறிப்புகளுடன் தொழில்துறை-தரமான வணிக ஜன்னல் கண்ணாடிகளை விஞ்சுகிறது. மேலும், Ti6Al4V ஆனது AlON செராமிக் மீது செயலில் உள்ள உறுப்பு பிரேசிங் முறை மூலம் வெற்றிகரமாக தயாரிக்கப்பட்டது, மேலும் கலவையானது சிறந்த இயந்திர பண்புகளை வெளிப்படுத்தியது [33]. H₃BO₃ [34] மற்றும் பூமி உறுப்புகளின் (Sc, La, Pr, Sm, Gd, Dy, Er மற்றும் Yb) [35] ஆகியவற்றின் புதிய சின்டரிங் சேர்க்கைகள் வழக்கமான Y₂O₃, La₂O₃ மற்றும் MgO ஆகியவற்றிலிருந்து வேறுபட்டவை என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். மேம்படுத்தப்பட்ட முறைகள், புதிய சின்டரிங் சேர்க்கைகள், மிகவும் சிக்கலான எர்த் உறுப்புகள் ஊக்கமருந்து மற்றும் புதிய ஆய்வு செய்யப்பட்ட பயன்பாடு போன்றவை விரிவாக உருவாக்கப்பட்டாலும், முறையான, இலக்கு மற்றும் புதுப்பித்த சுருக்கம் இன்னும் [11,13,36,37] இல்லை. மேலும், AlON மட்பாண்டங்களின் சில தீர்க்கப்படாத சிக்கல்கள் மற்றும் புதிய சவால்கள் அவற்றின் வணிக ஊக்குவிப்பு மற்றும் பயன்பாட்டிற்கு இடையூறாக உள்ளன. எனவே, தயாரிப்பு முறைகள், சின்டரிங் சேர்க்கைகள், சின்டரிங் தொழில்நுட்பங்கள், சவால்கள் மற்றும் வளர்ச்சி வாய்ப்புகள் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் வெளிப்படையான AlON பீங்கான்களின் சமீபத்திய மற்றும் விமர்சன மதிப்பாய்வை இந்தக் கட்டுரை எடுக்கிறது.


வரைபடம். 1

  வரைபடம். 1

    

                  அட்டவணை 1 γ-அலோனின் பண்புகள் [14]                          

அளவுருமதிப்பு
அடர்த்தி/(g·cm−3 )3.71
லட்டு அளவுரு/Å7.947
உருகுநிலை/°C2140
யங்ஸ் மாடுலஸ்/ஜிபிஏ323.6
வெட்டு மாடுலஸ்/GPa130.4
மைக்ரோஹார்ட்னெஸ்/ஜிபிஏ19.5
விஷம் விகிதம், μ0.24
வளைக்கும் வலிமை/MPa300.1 ± 34.5
வெப்ப விரிவாக்கம்/°C−17.8×10−6
வெப்ப கடத்துத்திறன்/(W·m−1 ·K−1 )12.6
ஒளிவிலகல் குறியீடு (Λ=4.0 μm)/%1.66
எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை/(MPa·m1/2)2.0

AlON Fd3m [38,39] விண்வெளிக் குழுவுடன் ஒரு கன ஸ்பைனல் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. படம் 1 [40] இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, N மற்றும் O அணுக்கள் 32e தளங்களிலும், அல் அணுக்கள் 16d மற்றும் 8a தளங்களிலும் அமைந்துள்ளன. சோதனை முடிவுகள் மற்றும் கோட்பாட்டு அடிப்படையில்

1964 இல், பைனரியின் முதல் கட்ட வரைபடம்Al₂O₃−AlN கலவை LEJUS ஆல் வெளியிடப்பட்டது [43]. பின்னர், MCCAULEY et al [44,45] படம் 1.013 [105] இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 2×44 Pa இல் பாயும் நைட்ரஜனின் கீழ் போலி-பைனரி Al₂O₃−AlN கலவையின் முழுமையான கட்ட சமநிலை வரைபடத்தைப் புகாரளித்தது. சோதனை நிர்ணயம், கணக்கீடுகள் தவிர, AlON இன் நிலையான அயனி அமைப்பு மாதிரியை சூத்திரத்தால் விவரிக்க முடியும். Al(64+x)/3V(8−x)/3O32−xNx, இதில் 2≤x≤5 [39−42]. இருப்பினும், சில ஆராய்ச்சியாளர்கள் AlON ஸ்திரத்தன்மை பகுதியையும், போலி-பைனரி Al₂O₃−AlN அமைப்பையும் சோதனைத் தரவு மற்றும் கட்ட சமநிலை வரைபடத்தின் கிடைக்கக்கூடிய வெப்ப இயக்கவியல் தரவுகளின் அடிப்படையில் கணக்கிட முயற்சித்துள்ளனர் என்பதை உறுதிப்படுத்துவது கடினம் [36,46−49] . இருப்பினும், சோதனைகளில் நிகழும் கட்டப் பிரிவினை இன்னும் குறைவான சோதனைத் தகவலின் காரணமாக மாற்ற முடியவில்லை. 

வரைபடம். 2

வரைபடம். 2

மட்பாண்டங்கள் தானியங்கள், தானிய எல்லைகள் மற்றும் போரோசிட்டி போன்றவற்றைக் கொண்டுள்ளன என்பது அனைவரும் அறிந்ததே (படம் 3)[50,51]. முன்பு குறிப்பிட்டபடி, AlON பீங்கான்கள் ஒரு ஐசோட்ரோபிக் கனசதுர லட்டு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, அவை ஒளியியல் ரீதியாக வெளிப்படையானதாக இருப்பதற்கு குறிப்பிடத்தக்க காரணங்களில் ஒன்றாகும். ஒளி-சிதறல் மூலங்களில், மட்பாண்டங்கள் வெளிப்படையானதா இல்லையா என்பதை தீர்மானிக்க போரோசிட்டி மிக முக்கியமான காரணியாகும். குறைக்கும் போரோசிட்டி கோட்பாட்டு அடர்த்தியின் 99.9% ஐ விட அதிகமாக இருக்க வேண்டும், மேலும் தானிய எல்லைகளில் உள்ள துளைகளின் அளவு ஒளியின் அலைநீளத்தை விட சிறியதாக இருக்க வேண்டும் அல்லது இருக்கக்கூடாது. தானிய எல்லைகள் மட்பாண்டங்களில் தவிர்க்க முடியாத இருப்பு மற்றும் வெளிப்படைத்தன்மையில் கணிசமான தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. எனவே, உயர் தரத்துடன் கூடிய தானிய எல்லைகள் மற்றும் சிறிய மற்றும் சீரான அளவுகள் கொண்ட தானியங்கள் அதிக வெளிப்படைத்தன்மை கொண்ட AlON பீங்கான்களைப் பெறும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. சின்டரிங் சேர்க்கைகளைப் பயன்படுத்துவது பொதுவாக சின்டரிங் போது எஞ்சியிருக்கும் துளைகளை அகற்றலாம், ஆனால் இது மட்பாண்டங்கள், இரண்டாம் நிலை மற்றும் சேர்க்கைகளில் ஒளியின் புதிய சிதறல் மையங்களை உருவாக்கும். இரண்டு முக்கியமான ஒளி-சிதறல் மூலங்களாக, போரோசிட்டி மற்றும் தானிய எல்லைகள் முடிந்தவரை குறைக்கப்பட வேண்டும். SHAHBAZI et al [51] வெளிப்படையான மட்பாண்டங்கள், வெளிப்படைத்தன்மையின் பயனுள்ள அளவுருக்கள், Mie கோட்பாடு மற்றும் Fraunhofer கோட்பாடு ஆகியவற்றை விரிவாக விவரித்தார்.

வரைபடம். 3

வரைபடம். 3 

இன்றுவரை, AlON சக்தி அல்லது AlON மட்பாண்டங்களைத் தயாரிக்க பல முறைகள் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளன, அதாவது திட-நிலை எதிர்வினை [18,52−55], Al₂O₃[19,56−61] இலிருந்து கார்பனைசேஷன் முறை, இரசாயன நீராவி படிவு [21,62] ], மற்றும் sol−gel முறை [22,63]. பெரும்பாலான ஆய்வுகள் அதிக வெப்பநிலையில் Al₂O₃ மற்றும் AlN ஆகியவற்றின் திட-நிலை எதிர்வினை மற்றும் Al₂O₃ குறைப்பதற்கான கார்பனைசேஷன் முறை மீது கவனம் செலுத்தியது.

திட-நிலை முறை என்பது பல சேர்மங்களை தயாரிப்பதற்கான எளிய மற்றும் வழக்கமான அணுகுமுறையாகும். அதிக வெப்பநிலையில் திட-நிலை எதிர்வினையின் மிகப்பெரிய நன்மைகளில் ஒன்று, மூலப்பொருட்களை சிரமமின்றி பெற முடியும். AlON உருவாக்கத்திற்கான Al₂O₃ மற்றும் AlN ஆகியவற்றின் எதிர்வினை 5AlN+9Al₂O₃→ Al₂₃O₂₇N₅[13,64] என விவரிக்கப்படலாம். மிகவும் தூய்மையான Al₂O₃ மற்றும் AlN சக்திகள் சந்தையில் கிடைக்கின்றன மற்றும் நேரடியாக AlON சக்திகள் அல்லது ஒளிஊடுருவக்கூடிய AlON மட்பாண்டங்களைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தலாம். AlON மட்பாண்டங்களின் ஒரு-படி தயாரிப்பானது சின்டரிங் செலவைக் கணிசமாகக் குறைப்பது மட்டுமல்லாமல், சின்டரிங் செயல்முறையை எளிதாக்குவதோடு, பெரிய அளவிலான உற்பத்தியையும் எளிதாக அடைய முடியும். இருப்பினும், பொடிகள் ஒருங்கிணைக்கப்படலாம் அல்லது ஒரே மாதிரியாக கலக்கப்படலாம், இதன் விளைவாக AlON பீங்கான்களின் வெளிப்படைத்தன்மை குறைவாக இருக்கும். இதற்கிடையில், உயர் தூய்மை அல்ட்ராஃபைன் AlN விலை உயர்ந்தது, இது உற்பத்தி செலவை அதிகரிக்கிறது. படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி. 4(a), MCCAULEY மற்றும் ORBIN [52] முதலில் ஒளிஊடுருவக்கூடிய AlON டிஸ்க்கைத் தயாரித்து, AlON இன் சுத்திகரிக்கப்பட்ட உயர்-வெப்பநிலை கட்ட வரைபடத்தை போலி Al₂O₃−AlN கலவை கூட்டுடன் வழங்கினர். படேல் மற்றும் பலர் [65] மூலம் வெளிப்படையான அலோன் மட்பாண்டங்களை உற்பத்தி செய்ய திரவ-கட்ட சின்டரிங் செயல்முறை பயன்படுத்தப்பட்டது. 27−30 mol.% வரம்பில் உள்ள α- Al₂O₃ முதலில் AlN உடன் கலக்கப்பட்டது. பின்னர், கலவையை பந்து அரைத்த பிறகு துகள்களாக அழுத்தவும். துகள்கள் 1950−2025 °C இல் 10−60 நிமிடங்களுக்கு சின்டர் செய்யப்பட்டன, மேலும் இந்த கட்டத்தில் சின்டரிங் செய்வதை ஊக்குவிக்க பகுதி பொருட்கள் ஒரு திரவ கட்டத்தை உருவாக்கலாம். அடுத்து, கணினி வெப்பநிலை 50−100 °C குறைந்துள்ளது மற்றும் அடர்த்தி மற்றும் வெளிப்படைத்தன்மையை மேலும் மேம்படுத்த மற்றொரு 8-20 மணிநேரத்திற்கு வைக்கப்பட்டது. CHEN மற்றும் பலர் [66] முதலில் நைட்ரஜனில் 3 °C இல் தூய AlON:Ce1780+ சக்தியின் ஒரு கட்டத்தை ஒருங்கிணைத்தனர், பின்னர் முழு அடர்த்தியான மற்றும் வெளிப்படையான AlON:Ce3+ மட்பாண்டங்கள் 1900 மணிநேரத்திற்கு 20 °C திரவ-கட்ட-உதவி அழுத்தம் இல்லாத சிண்டரிங் மூலம் அடையப்பட்டது. (படம். 4(a) மற்றும் (b)). AlON பொடிகளைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்ட முறையின் நேரடித் தொகுப்பு மற்றும் பின்னர் AlON மட்பாண்டங்களைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் திட நிலை மூலம் ஒளிஊடுருவக்கூடிய AlON மட்பாண்டங்கள். முக்கிய முறை, LI et al [67] பயன்படுத்திய Al₂O₃ மற்றும் AlN பொடிகள் இந்த முறையின் நன்மையானது ஒற்றை-கட்ட மூலப்பொருட்களை விரைவாக ஒருங்கிணைக்க மூலப்பொருட்களின் குறைந்த செலவில் உள்ளது மற்றும் முதலில் ஒரு திட-நிலை வழியாக தொழில்துறை AlON சக்திகளுக்கான சாத்தியக்கூறு உள்ளது. முறை. பின்னர், உற்பத்தி. இருப்பினும், சின்டரிங் நிலைமைகள் தயாரிக்கப்பட்ட AlON பொடிகள் நன்றாக சிக்கலானதாக அரைக்கப்படுகின்றன, மேலும் அத்தியில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி மோல் AlON பொடிகளை துல்லியமாக கட்டுப்படுத்துவது கடினம். 4(d) மற்றும் (e). Al₂O₃ மற்றும் C இன் விகிதம், மற்றும் AlON எளிதில் வெளிப்படையானது AlON செராமிக் ஆனது Al₂O₃ மற்றும் AlN ஆக சிதைந்து N2அழுத்தம் இல்லாத நிலையில் அதிக வெப்பநிலையில் பெறப்பட்ட நேர்த்தியான AlON வளிமண்டலத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த பொடிகள் அனைத்தும் மற்றும் அலோனின் இன்-லைன் டிரான்ஸ்மிட்டன்ஸ் அசுத்தமான அலோன் பொடிகளை ஏற்படுத்தக்கூடும். ஜின் மற்றும் பலர் [84.3] இல் பீங்கான் 100% (d1 மிமீ × 68 மிமீ) வரை அதிகமாக இருந்தது, முதலில் ஒரு Al₂O₃ / 3.7 μm (படம். 4(f) மற்றும் (g)).

வரைபடம். 4

வரைபடம். 4 

கார்போதெர்மல் குறைப்பு மற்றும் நைட்ரைடேஷன் கார்போதெர்மல் நைட்ரைடேஷன் கலவை, படம் காட்டப்பட்டுள்ளது. 5(a−c). செயல்பாட்டின் போது, ​​கார்பன் அடுக்கு (CRN) அணுகுமுறை முதலில் அல்₂O₃ துகள் மேற்பரப்பில் உற்பத்தி செய்ய பயன்படுத்தப்பட்டது யமகுச்சி மூலம் AlON கலவை வலுவாக கண்டறியப்பட்டது மற்றும் 1959 இல் Al₂O₃ YANAGIDA இன் ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் வளர்ச்சியை தாமதப்படுத்தியது [39]. CRN தான் அதிக துகள்கள். இறுதியாக, 80 nm இல் 2000% க்கும் அதிகமான இன்-லைன் டிரான்ஸ்மிட்டன்ஸ் கொண்ட வெளிப்படையான AlON பீங்கான்கள் நைட்ரஜனில் 1950 °C இல் 8 மணிநேரத்திற்கு (படம். 5(d)) இரண்டு-படி கார்போதெர்மல் நைட்ரைடேஷன் முறை மூலம் அடையலாம். SHAN et al [69] CRN முறை (~ 1.1 μm மற்றும் ~ 2.2 μm) மற்றும் unimodal (~ 1.1 μm) AlON பொடிகள் இரண்டையும் CRN முறை மூலம் தயார் செய்யப்பட்ட AlON தூளைப் பயன்படுத்திப் பெறலாம். படம் 5(இ) மற்றும் (எஃப்)). பைமோடல் துகள் அளவு விநியோகம் (PSD) கொண்ட AlON தூள் சின்டரிங் செயல்பாட்டின் போது வேகமான அடர்த்தியைக் கொண்டிருப்பதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர், மேலும் ~82.1 nm இல் 3600% அகச்சிவப்பு பரிமாற்றத்துடன் கூடிய சிறந்த வெளிப்படையான AlON பீங்கான்கள் நைட்ரஜனில் 1820 மணிநேரத்திற்கு 2.5 °C க்கு அழுத்தமற்றதாக இருந்தது. (படம் 5(g))


வரைபடம். 5

வரைபடம். 5

சிறந்த மற்றும் தூய்மையான γ-AlON பொடிகள் யுவான் மற்றும் பலர் [70] ஒரு கூட்டு முறை மூலம் வெற்றிகரமாக தயாரிக்கப்பட்டன (படங்கள். 6(a) மற்றும் (b)). AlON மட்பாண்டங்களைத் தயாரிக்க அவர்கள் மேலும் γ-AlON பொடிகளைப் பயன்படுத்தினர் மற்றும் இரட்டை லேமல்லாக்கள் அவற்றின் இயந்திர வலிமையில் விளைவை ஆய்வு செய்தனர் (படங்கள். 6(c−j)) [71]. பெரிய அளவிலான AlON மட்பாண்டங்களில் சராசரி தானிய அளவு அதிகரிப்பதன் மூலம் இரட்டை லேமல்லாக்கள் மற்றும் எல்லைகள் உயர்வதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர், இது பெரிய தானியங்களுடன் வெளிப்படையான மட்பாண்டங்களை மேம்படுத்த ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய அணுகுமுறையை வழங்கியது. 

இப்போது வரை, AlON தூள் அல்லது மட்பாண்டங்களை ஒருங்கிணைக்க மற்ற முறைகளும் ஆராயப்பட்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, ASPAR மற்றும் பலர் [62] அம்மோனியா, ட்ரைமெதில்-அலுமினியம் மற்றும் நைட்ரஸ் ஆக்சைடு ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி ஒரு இரசாயன நீராவி படிவு மூலம் AlON கலவையைத் தயாரித்தனர் (சி.வி.டி.) முறை. தற்போதுள்ள CO இன் அளவை மாற்றியமைப்பதன் மூலம் வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் சமநிலை கலவைகளில் குறிப்பிடத்தக்க விளைவைக் கொண்டிருப்பது கண்டறியப்பட்டது. IRENE et al [21] சிலிக்கானில் AlxOyNz ஃபிலிம்களை உருவாக்க CVD முறையைப் பயன்படுத்தியது. முக்கியமாக, NH₃/CO₂ வாயுவின் விகிதத்தை சரிசெய்வதன் மூலம் கட்டத்தை கட்டுப்படுத்தலாம் மற்றும் தயாரிப்பு வெப்பநிலை KIM மற்றும் பலர் [72] அல்-ஆன் அமைப்பைப் பெறுவதற்கு குறைந்த வெப்பநிலை சோல்-ஜெல் அடிப்படையிலான அணுகுமுறையை உருவாக்கினர், இருப்பினும் அதைக் கையாள்வது கடினமாக இருக்கலாம். இந்த செயல்பாட்டில் ஹைட்ராசைனின் நைட்ரைடு முன்னோடி. அவர்களின் மேலதிக விசாரணையில் வேறு சில நைட்ரைடிங் முகவர்கள் ஆராயப்பட்டனர். கிக்காவா மற்றும் பலர் [73] ஆக்சைடு முன்னோடியின் அம்மோனியா நைட்ரைடேஷன் மூலம் அலோனை உருவாக்கினர், இது அலுமினிய நைட்ரேட்டுடன் கிளைசின் ஜெல்லை பெப்டைஸ் செய்வதன் மூலம் தயாரிக்கப்பட்டது. கூடுதலாக, ஒரு வெப்ப நைட்ரஜன் பிளாஸ்மாவில் உள்ள அம்மோனியா மற்றும் காற்றுடன் அல் பொடியின் தொடர்புக்கு ஏற்ப AlON நானோபவுடர்களை ஒருங்கிணைக்க ஒரு பிளாஸ்மா அணுஉலை வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது [74] தயாரிக்கப்பட்ட நானோ-பொடிகளின் கட்டம், இரசாயன மற்றும் பரவல் கலவைகள் இவற்றுடன் தொடர்புபடுத்தப்பட்டுள்ளன. பிளாஸ்மா செயல்முறை அளவுருக்கள் மற்றும் உலை வடிவமைப்பு.

அதிக வெளிப்படைத்தன்மை கொண்ட AlON மட்பாண்டங்களைப் பெற, ஒளியின் சிதறல் மையமான சின்டரிங் போது எஞ்சியிருக்கும் துளைகளை அகற்ற, சின்டரிங் சேர்க்கைகள் சேர்க்கப்பட வேண்டும். தற்போது, ​​Y₂O₃, La₂O₃, MgO, SiO₂ மற்றும் CaCO₃ போன்ற AlONக்கான பல்வேறு சின்டெரிங் சேர்க்கைகள் பரவலாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன [67−69,75−80]. சின்டரிங் சேர்க்கைகளின் வகைகளின்படி, அட்டவணை 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, AlON மட்பாண்டங்களின் பொதுவான வெளிப்படைத்தன்மை முடிவுகளை பல்வேறு சின்டரிங் சேர்க்கைகளுடன் தொகுத்துள்ளோம். எடுத்துக்காட்டாக, SHAN et al [69] AlON பீங்கான் இன்-லைன் டிரான்ஸ்மிட்டன்ஸ் (3 மிமீ தடிமன்) 82.1 wt.% Y₂O₃ உடன் 3600 nm அலைநீளத்தில் 0.5% ஆகும். SiO₂ முதலில் AlON செராமிக் (படம். 7(b)) [76]க்கான சின்டரிங் சேர்க்கையாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. AlON செராமிக் இன்-லைன் டிரான்ஸ்மிட்டன்ஸ் 86 nm இல் 3.5% (2000 மிமீ தடிமன்) வரை உள்ளது மற்றும் 0.15−0.55 wt.% SiO2 உடன் சேர்க்கை செறிவுக்கு உணர்திறன் இல்லை என்று அவர்கள் கண்டறிந்தனர். சில ஆராய்ச்சியாளர்கள் உயர்-வெளிப்படையான AlON மட்பாண்டங்களை தயாரிக்க இரண்டு வகையான சின்டெரிங் சேர்க்கைகளைப் பயன்படுத்தினர். WANG et al [81] 0.12wt.% Y₂O₃−0.09wt.% La₂O₃ AlON பீங்கான்களுக்கு இணை சேர்க்கைகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது, 80.3 nm (படம்.a) இல் 2% (400 மிமீ தடிமன்) பரிமாற்றத்தைப் பெற்றது. . Y₃+ மற்றும் La₃+ தானிய வளர்ச்சியில் Y₃+ உடன் ஒருங்கிணைந்த விளைவைக் கொண்டிருப்பதாக அவர்கள் தெரிவித்தனர், தானிய எல்லையின் இயக்கத்தை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் தானிய வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கிறது, அதே நேரத்தில் La₃+ தானிய வளர்ச்சியைத் தடுக்கிறது. 7 wt.% MgO, 68 wt.% Y₂O₃, மற்றும் 0.1 wt.% La₂O₃, மற்றும் 0.08 wt.% La₂O₃ ஆகியவற்றால் தொகுக்கப்பட்ட அழுத்தமின்றி மூன்று வகையான சின்டரிங் சேர்க்கைகளைப் பயன்படுத்தும் JIN மற்றும் பலர் [0.025] சின்டர்டு AlON செராமிக்ஸ், மற்றும் 81% இல் 1 மி.மீ. தடிமன்) 1100 nm இல். சமீபத்தில், Y₂O₃−La₂O₃− MnO, வெளிப்படையான AlON மட்பாண்டங்களை உருவாக்குவதற்கான ஒரு கூட்டு சின்டரிங் சேர்க்கையாக WANG மற்றும் பலர் [81] ஆய்வு செய்தனர் (படம் 7(d)). அலோனில் உள்ள சின்டரிங் சேர்க்கைகளின் கரைதிறன் வரம்புகள் ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியில் பொருத்தப்பட்ட அலைநீள பரவலான ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியைப் பயன்படுத்தி மில்லர் மற்றும் கப்ளான் [82] ஆகியோரால் ஆய்வு செய்யப்பட்டன. 1870 °C இல் AlON இல் La, Y மற்றும் Mg ஆகியவற்றின் கரைதிறன் வரம்புகள் முறையே (498±82)×10−6, (1775±128)×10−6 மற்றும் >4000×10−6 என்று அவர்கள் கண்டறிந்தனர். 


வரைபடம். 7

வரைபடம். 6

Y₂O₃, La₂O₃ மற்றும் MgO ஆகியவற்றின் வழக்கமான சின்டரிங் சேர்க்கைகள் கூடுதலாக, H₃BO₃ அடிப்படையிலான மும்மை கலவை [34] மற்றும் பூமி உறுப்புகள் [35] ஆகியவற்றின் புதிய சின்டரிங் சேர்க்கைகளும் ஆராயப்பட்டன. படம் விளக்கப்பட்டுள்ளது. 8(a) மற்றும் (b), பல்வேறு அரிய பூமி கூறுகள் (Sc, La, Pr, Sm, Gd, Dy, Er மற்றும் Yb) முறையே வெளிப்படையான AlON மட்பாண்டங்களுக்கான சின்டரிங் சேர்க்கையாக முறையாக ஆராயப்பட்டன. 0.1 wt.% Pr-நைட்ரேட்டுடன் கூடிய AlON பீங்கான்கள் இரண்டு-படி அழுத்தமில்லாத சின்டரிங் மூலம் ~80% இன் மிக உயர்ந்த பரிமாற்றத்தை வழங்கியது கண்டறியப்பட்டது (படம். 8(c)), அரிதான பூமியின் கூறுகள் ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய மாற்று சின்டரிங் ஆகும் என்பதைக் குறிக்கிறது. சேர்க்கை. மிக சமீபத்தில், Y₂O₃−MgAl₂O₄−H₃BO₃ஐ இணை-சிண்டரிங் சேர்க்கையாகப் பயன்படுத்தி, YANG et al [34] AlON பீங்கான்களை 81% பரிமாற்றத்துடன் (4 மிமீ தடிமன்) பெற்றனர் உள்ளடக்கம் 600 wt.% (படம் 8(d)). 


வரைபடம். 8

வரைபடம். 7


      அட்டவணை 2 பல்வேறு சின்டரிங் சேர்க்கைகள் கொண்ட AlON பீங்கான்களின் வெளிப்படைத்தன்மை முடிவுகள்

சிண்டரிங் சேர்க்கை வகைY₂O₃ உள்ளடக்கம்/wt.%La₂O₃ உள்ளடக்கம்/wt.%MgO உள்ளடக்கம்/ wt.%SiO₂ உள்ளடக்கம்/ wt.%CaCO₃ உள்ளடக்கம்/ wt.%அலைநீளம்/ nmபரிமாற்றம்/%தடிமன் / மிமீகுறிப்புகள்.
1



0.15-0.55
2000863.5[76]




0.43700853[79]
0.5



370084.31[67]
0.5



360082.13[69]

0.02


110074.64.2[75]
20.120.09


40080.32[80]
0.4
0.25

200086.11[78]
0.05
0.2

2000841.5[77]
30.080.0250.1

1100811[68]


சின்டரிங் செய்வதற்கு முன், AlON பொடிகளின் பச்சைத் துகள்கள் பொதுவாக ஒரு உலர் செயல்முறையால் உருவாகின்றன, அழுத்தம் மற்றும் குளிர் ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்தத்தின் கீழ் ஒரு ஒற்றை அழுத்த அழுத்தம் அல்லது ஜெல்-காஸ்டிங் [8,63,83] உட்பட ஈரமான செயல்முறை மூலம். அழுத்தமில்லாத சின்டரிங் [56,58,67,68,77,79], வெற்றிட சின்டரிங் [65], ஹாட்-பிரஸ் [84], மைக்ரோவேவ் சின்டரிங் [85,86], போன்ற பல சின்டரிங் தொழில்நுட்பங்கள் AlON பீங்கான்களைத் தயாரிக்க ஆராயப்பட்டுள்ளன. தீப்பொறி பிளாஸ்மா சிண்டரிங் [87−89] மற்றும் சூடான ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்துதல் [75,76,78,90,91]. AlON பீங்கான் பொதுவான தயாரிப்பு முறைகளின் நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் அட்டவணை 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. அழுத்தம் இல்லாத சின்டரிங் மிகவும் பாரம்பரியமான சின்டரிங் தொழில்நுட்பம் மற்றும் பல்வேறு அளவுகள் மற்றும் வடிவங்கள் கொண்ட AlON பீங்கான்களின் வெகுஜன உற்பத்திக்கு செலவு குறைந்ததாகும். இருப்பினும், உயர்-வெளிப்படையான அலோன் மட்பாண்டங்களைப் பெறுவதற்கு அதிக சின்டரிங் வெப்பநிலை, நீண்ட சின்டரிங் நேரம் மற்றும் சின்டரிங் சேர்க்கைகள் ஆகியவை பொதுவாக தேவைப்படுகின்றன. LI et al [67] ஒரு கிராஃபைட் உலையில் பாயும் N100 வளிமண்டலத்தின் கீழ் 1 மணிநேரத்திற்கு 1950 °C இல் அழுத்தமில்லாத சின்டரிங் மூலம் d12 mm × 2 mm பரிமாணங்களைக் கொண்ட வெளிப்படையான AlON பீங்கான்களின் எண்ணிக்கையைப் புகாரளித்தது. AlON செராமிக் இன்-லைன் டிரான்ஸ்மிட்டன்ஸ் (1 மிமீ தடிமன்) 84.3 wt.% Y₂O₃ உடன் 3.7 μm அலைநீளத்தில் 0.5% ஆகும். வெற்றிட சின்டரிங் என்பது பீங்கான்களில் இருந்து வாயுவை அகற்றுவதற்கான ஒரு பயனுள்ள சின்டரிங் தொழில்நுட்பமாகும் [92]. படேல் மற்றும் பலர் [65] உயர்-தூய்மை Al2O3 மற்றும் AlN சக்திகளை மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தி, ஒளிஊடுருவக்கூடிய AlON பீங்கான்களை 2000 மணிநேரத்திற்கு 8 °C மற்றும் சூடான அழுத்தத்தின் கீழ் 32 MPa அழுத்தத்தில், தொடர்ந்து 1900 °C 8க்கு மேல் h வெற்றிடத்தில். ஹாட்-பிரஸ் (HP) சின்டரிங் என்பது சக்திகளின் இயக்கத்தை துரிதப்படுத்தவும், ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெப்பநிலையில் பச்சை நிற துகள்களை முழுமையாக அடர்த்தியாகவும் மாற்ற அச்சு அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. ஆனால் ஹெச்பி சின்டரிங் பெரிய மற்றும் சிக்கலான மாதிரிகளைத் தயாரிக்க ஏற்றது அல்ல, மேலும் உற்பத்தி அதிக செலவாகும், மேலும் அசுத்தங்கள் மற்றும் குறைபாடுகள் தவிர்க்க முடியாமல் அறிமுகப்படுத்தப்படலாம். கார்பன் மாசுபாட்டை அகற்றுவதற்கு பிந்தைய அனீலிங் செயல்முறை தேவைப்படுகிறது [8]. TAKEDA மற்றும் HOSAKA [84] சூடான அழுத்தத்தின் கீழ் 1900 h மற்றும் 1 MPa அழுத்தத்திற்கு 20 °C இல் வெளிப்படையான λ-AlON செராமிக் கிடைத்தது. மைக்ரோவேவ் சின்டரிங் அதிக ஆற்றல் திறன், செலவு சேமிப்பு, குறைந்த சின்டரிங் வெப்பநிலை, பலப்படுத்தப்பட்ட எதிர்வினை மற்றும் சின்டரிங் வீதம். மைக்ரோவேவ் செயல்பாட்டில், மாற்றப்பட்ட நுண்ணலை ஆற்றல் மாதிரி தொகுதிக்குள் வெப்பமடையும். CHENG மற்றும் பலர் [85] மைக்ரோவேவ் செயல்பாட்டின் போது AlON 1800 °C இல் 1 மணிநேரத்திற்கு சின்டெர் செய்யப்பட்டதால் மொத்த பரிமாற்றம் 60% உள்ளது. ஸ்பார்க் பிளாஸ்மா சின்டரிங் (SPS), துடிப்புள்ள மின்சார மின்னோட்ட சின்டரிங் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, அதன் குறுகிய சின்டரிங் நேரம் மற்றும் அழுத்தத்தின் கீழ் துடிப்பு DC உதவியுடன் குறைந்த வெப்பநிலை காரணமாக மெல்லிய தானியங்கள் கொண்ட அடர்த்தியான வெளிப்படையான மட்பாண்டங்களை உணர முடியும். அதனால் தானிய வளர்ச்சியை குறைக்கலாம். SHAN மற்றும் பலர் [87] SPS மூலம் 1600 °C குறைந்த வெப்பநிலையிலும், 50 MPa அழுத்தத்தின் கீழ் 250−60 °C/min வேகமான வெப்பமூட்டும் விகிதத்திலும் உயர்-வெளிப்படையான AlON பீங்கான்களை உற்பத்தி செய்தனர். பெறப்பட்ட AlON பீங்கான்களின் அதிகபட்ச பரிமாற்றம் (1.4 மிமீ தடிமன்) 80.6% ஆகும். 


வரைபடம். 8

வரைபடம். 8


அட்டவணை 3 AlON பீங்கான் பொதுவான தயாரிப்பு முறைகளின் நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள்

தயாரிப்பு முறைஅனுகூலஅனுகூலமற்ற
அழுத்தம் இல்லாத சின்டரிங்எளிமையான செயல்முறை, பெரிய மற்றும் சிக்கலான மாதிரிகளைத் தயாரிக்க ஏற்றது, உபகரணங்களில் குறைந்த தேவை மற்றும் அதிக வெளியீடுகுறைந்த ஆற்றல் திறன், மற்றும் நீண்ட சின்டரிங் நேரம்
வெற்றிட சின்டரிங்எளிமையான செயல்முறை, பெரிய மற்றும் சிக்கலான மாதிரிகளைத் தயாரிக்க ஏற்றது, உபகரணங்களில் குறைந்த தேவை மற்றும் அதிக வெளியீடுகுறைந்த ஆற்றல் திறன், மற்றும் நீண்ட சின்டரிங் நேரம்
ஸ்பார்க் பிளாஸ்மா சின்டரிங்அதிக ஆற்றல் திறன், குறைந்த சின்டரிங் வெப்பநிலை, குறுகிய சின்டரிங் நேரம் மற்றும் செலவு சேமிப்புபெரிய மற்றும் சிக்கலான மாதிரிகள், உபகரணங்கள் மீது அதிக தேவை, மற்றும் குறைந்த வெளியீடு தயார் செய்ய ஏற்றது அல்ல
மைக்ரோவேவ் சின்டரிங்அதிக ஆற்றல் திறன், குறைந்த சின்டரிங் வெப்பநிலை, குறுகிய சின்டரிங் நேரம் மற்றும் செலவு சேமிப்புபெரிய மற்றும் சிக்கலான மாதிரிகள், உபகரணங்கள் மீது அதிக தேவை, மற்றும் குறைந்த வெளியீடு தயார் செய்ய ஏற்றது அல்ல
ஹாட்-பிரஸ் சின்டெரிங்அதிக பரிமாற்றம், அதிக அடர்த்தி மற்றும் குறைந்த எஞ்சிய துளைகள்பெரிய மற்றும் சிக்கலான மாதிரிகள், உபகரணங்களில் அதிக தேவை, குறைந்த வெளியீடு, சிக்கலான செயல்முறை மற்றும் அதிக செலவு ஆகியவற்றைத் தயாரிக்க ஏற்றது அல்ல
சூடான ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்துதல்அதிக பரிமாற்றம், அதிக அடர்த்தி மற்றும் குறைந்த எஞ்சிய துளைகள்பெரிய மற்றும் சிக்கலான மாதிரிகள் தயாரிப்பதற்கு ஏற்றதல்ல, உபகரணங்களில் அதிக தேவை, குறைந்த வெளியீடு, சிக்கலான செயல்முறை மற்றும் அதிக செலவு


 சூடான ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்துதல் (புரவன்) மட்பாண்டங்களில் [8,11,93,94] எஞ்சியிருக்கும் துளைகளைக் குறைப்பதன் மூலம் அதிகபட்ச அடர்த்தி மற்றும் உயர்நிலை ஆப்டிகல் டிரான்ஸ்மிட்டிங் மட்பாண்டங்களை அடைவதற்கான மிகவும் சக்திவாய்ந்த சின்டெரிங் தொழில்நுட்பமாகும். உயர்-வெப்பநிலை சிண்டரிங் போது, ​​HIP உபகரணங்களை ஐசோஸ்டேடிக் வாயு அழுத்தம் மூலம் பயன்படுத்தலாம். படம் 9, HIP [8,95] மூலம் துளைகளை அகற்றுவதற்கான நுண் கட்டமைப்பு மாதிரியின் திட்ட வரைபடத்தைக் காட்டுகிறது. பொதுவாக, மற்ற சின்டெரிங் தொழில்நுட்பங்கள் மூலம் மீதமுள்ள துளைகளை அகற்றுவது மிகவும் கடினம். எஞ்சியிருக்கும் துளைகளை அகற்றவும், கோட்பாட்டு மதிப்புக்கு மிக அருகில் அடர்த்தி மற்றும் பரிமாற்றத்தை அதிகரிக்கவும் கூடுதல் HIP செயல்முறை தேவைப்படுகிறது. 


வரைபடம். 9

வரைபடம். 9


இந்த வேலைக்கு சீனாவின் ஜியாங்சி மாகாண இயற்கை அறிவியல் அறக்கட்டளை (எண். 20192BAB216009), சீனாவின் ஹுனான் மாகாணத்தின் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப திட்டமிடல் திட்டம் (எண். 2019WK2051) மற்றும் சாங்ஷா, ஹுனான், சீனாவின் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத் திட்டம் (எண். kh2003023).






அமைவிடம்
ACME சிங்ஷா தொழில் பூங்கா, கிழக்கு லியாங்டாங் சாலை. , சாங்ஷா நகரம், ஹுனான்
தொலைபேசி
+ 86- 151 7315 3690(ஜெஸ்ஸி மொபைல்)
E-Mail:
overseas@sinoacme.cn
WhatsApp
+ 86 151 1643 6885
எங்களை பற்றி

1999 இல் நிறுவப்பட்டது, ACME (பொருட்கள் மற்றும் உபகரணங்களுக்கான மேம்பட்ட கார்ப்பரேஷன்) 100,000 m2 பரப்பளவைக் கொண்ட Xingsha தொழில் பூங்காவில் அமைந்துள்ளது. ACME என்பது புதிய பொருள் மற்றும் ஆற்றலுக்கான தொழில்துறை வெப்பமூட்டும் கருவிகளை தயாரிப்பதில் நிபுணத்துவம் பெற்ற உயர் தொழில்நுட்ப நிறுவனமாகும்.தனிக் கொள்கை | விதிமுறைகளும் நிபந்தனைகளும்

எங்களைத் தொடர்புகொள்ளவும்
பொருட்கள் மற்றும் உபகரணங்களுக்கான மேம்பட்ட கார்ப்பரேஷன்| தள வரைபடம்