2. Експериментален процес
2.1 Стврднување на леплива фолија
Беше забележано дека директно се создава јаглеродна фолија или се поврзува со графитна хартијаSiC наполитанкиобложена со лепило доведе до неколку проблеми:
1. Под вакуумски услови, лепливата фолија е вклученаSiC наполитанкиразви изглед сличен на скали поради значителното ослободување на воздухот, што резултираше со порозност на површината. Ова ги спречи лепливите слоеви правилно да се врзат по карбонизацијата.
2. За време на лепењето, нанафорамора да се стави на графитната хартија со еден потег. Ако дојде до репозиционирање, нерамномерниот притисок може да ја намали униформноста на лепилото, негативно да влијае на квалитетот на лепењето.
3. Во вакуумските операции, ослободувањето на воздухот од лепливиот слој предизвика лупење и формирање на бројни празнини во рамките на лепливата фолија, што резултираше со дефекти на врзувањето. За да се решат овие прашања, претходно сушење на лепилото нанафораПовршината за лепење се препорачува со помош на топла плоча по обложување со центрифугирање.
2.2 Процес на карбонизација
Процесот на создавање јаглероден филм наНафора за семе од SiCи за врзување со графитна хартија бара карбонизација на лепливиот слој на одредена температура за да се обезбеди цврсто спојување. Нецелосната карбонизација на адхезивниот слој може да доведе до негово распаѓање за време на растот, ослободувајќи нечистотии кои влијаат на квалитетот на растот на кристалите. Затоа, обезбедувањето целосна карбонизација на лепливиот слој е од клучно значење за лепење со висока густина. Оваа студија го испитува ефектот на температурата врз карбонизацијата на лепилото. Нанесен е униформен слој на фоторезистнафораповршина и се става во цевчеста печка под вакуум (<10 Pa). Температурата беше подигната на претходно поставените нивоа (400℃, 500℃ и 600℃) и се одржуваше 3-5 часа за да се постигне карбонизација.
Наведени експерименти:
На 400 ℃, по 3 часа, лепливата фолија не се карбонизираше и се појави темно црвена; не е забележана значајна промена по 4 часа.
На 500 ℃, по 3 часа, филмот стана црно, но сепак пренесуваше светлина; нема значителна промена по 4 часа.
На 600℃, по 3 часа, филмот стана црно без пренос на светлина, што укажува на целосна карбонизација.
Така, соодветната температура за поврзување треба да биде ≥600℃.
2.3 Процес на нанесување лепило
Еднообразноста на леплива фолија е критичен показател за оценување на процесот на нанесување на лепилото и обезбедување на униформа сврзувачки слој. Овој дел ја истражува оптималната брзина на центрифугирање и времето на обложување за различни дебелини на леплива фолија. Еднообразноста
u од дебелината на филмот е дефиниран како однос на минималната дебелина на филмот Lmin до максималната дебелина на филмот Lmax над корисната површина. Беа избрани пет точки на нафората за да се измери дебелината на филмот и беше пресметана униформноста. Слика 4 ги илустрира мерните точки.
За поврзување со висока густина помеѓу компонентите на SiC нафора и графит, претпочитаната дебелина на леплив филм е 1-5 µm. Беше избрана дебелина на филм од 2 µm, применлива и за подготовка на јаглероден филм и за процесите на сврзување на нафора/графитна хартија. Оптималните параметри за обложување на центрифугирање за карбонизирачкото лепило се 15 секунди при 2500 r/min, а за лепилото за лепење, 15 s при 2000 r/min.
2.4 Процес на сврзување
За време на поврзувањето на нафората SiC со графит/графитна хартија, од клучно значење е целосно да се елиминираат воздухот и органските гасови генерирани за време на карбонизацијата од сврзувачкиот слој. Нецелосната елиминација на гасот резултира со празнини, што доведува до негуст сврзувачки слој. Воздухот и органските гасови може да се евакуираат со помош на механичка пумпа за масло. Првично, континуираното работење на механичката пумпа обезбедува вакуумската комора да ја достигне својата граница, овозможувајќи целосно отстранување на воздухот од сврзувачкиот слој. Брзиот пораст на температурата може да спречи навремена елиминација на гасот за време на карбонизација на висока температура, формирајќи празнини во сврзувачкиот слој. Својствата на лепилото укажуваат на значително испуштање на гас на ≤120℃, стабилизирајќи се над оваа температура.
За време на лепењето се применува надворешен притисок за да се зголеми густината на леплива фолија, олеснувајќи го исфрлањето на воздухот и органските гасови, што резултира со сврзувачки слој со висока густина.
Накратко, развиена е кривата на процесот на поврзување прикажана на Слика 5. Под специфичен притисок, температурата се зголемува до температурата на испуштање гасови (~ 120 ℃) и се задржува додека не заврши испуштањето гас. Потоа, температурата се зголемува до температурата на карбонизација, се одржува за потребното времетраење, проследено со природно ладење до собна температура, ослободување од притисок и отстранување на врзаната обланда.
Според делот 2.2, лепливата фолија треба да се карбонизира на 600℃ повеќе од 3 часа. Затоа, во кривата на процесот на поврзување, Т2 е поставен на 600℃ и t2 на 3 часа. Оптималните вредности за кривата на процесот на поврзување, утврдени преку ортогонални експерименти кои ги проучуваат ефектите на притисокот на врзувањето, времето на загревање во првата фаза t1 и времето на загревање во втората фаза t2 врз исходите на сврзувањето, се прикажани во табелите 2-4.
Наведени резултати:
При притисок на сврзување од 5 kN, времето на загревање имаше минимално влијание врз поврзувањето.
На 10 kN, празнината површина во сврзувачкиот слој се намали со подолго загревање во првата фаза.
На 15 kN, проширувањето на греењето во првата фаза значително ги намали празнините, на крајот елиминирајќи ги.
Ефектот на времето на загревање во втората фаза врз поврзувањето не беше очигледен во ортогоналните тестови. Фиксирањето на притисокот на врзување на 15 kN и времето на загревање во првата фаза на 90 мин, времето на загревање во втората фаза од 30, 60 и 90 мин резултираше со густи сврзувачки слоеви без празнини, што укажува на времето на загревање во втората фаза мало влијание врз врзувањето.
Оптималните вредности за кривата на процесот на сврзување се: притисок на врзување 15 kN, време на загревање во првата фаза 90 мин., температура во првата фаза 120 ℃, време на загревање во втора фаза 30 мин, температура во втората фаза 600 ℃ и време на задржување во втора фаза 3 часа.
Време на објавување: 11.06.2024