碳化硅衬套的制造工艺是怎样的
碳化硅衬套的制造工艺以精密成型+高温烧结为核心,不同工艺路线适配不同性能等级的产品,以下是完整流程:
一、原料制备
将高纯碳化硅微粉与烧结助剂按比例混合,经球磨、喷雾造粒制成粒度均匀的成型粉料,半导体级产品要求原料纯度≥99.99%,金属杂质总量≤10ppm。
二、精密成型
注浆成型:将调配好的料浆注入模具,通过回浆、倒置通气管平衡型腔压力,防止毛坯变形,是大尺寸衬套的成型方式。
干压成型:将造粒后的粉料在模具中高压压制成型,适合批量生产中小规格标准衬套。
冷等静压成型:对预成型坯体施加各向均等高压,提升坯体致密度均匀性,适配高性能高精度衬套。
三、高温烧结
无压烧结:在2000℃以上的惰性气氛中完成烧结,产品不含游离硅,高温力学性能稳定。
反应烧结:让熔融硅渗透碳化硅坯体完成反应结合,烧结温度更低、成品率高,但含10%~15%游离硅,不适合超高温工况。
热压烧结:在高温同时施加轴向压力,可获得致密度接近理论值的高硬度衬套,适合高端耐磨场景。
四、后处理加工
烧结后的坯体经金刚石砂轮粗磨、精磨,再通过研磨、抛光工序达到尺寸精度和表面光洁度,部分高精度衬套还需进行内孔珩磨处理,后经清洗、检测后得到成品。