ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಇಟ್ಟಿಗೆಗಳು ಸುಮಾರು 120–170 W/(m·K) ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಲೋಹೀಯ ಮತ್ತು{2}}ಲೋಹವಲ್ಲದ ವಸ್ತುಗಳ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಮೀರಿದೆ. ಈ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ನ ವಿಶಿಷ್ಟ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ, ಇದು ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲರಿಯ ಮೂಲಕ ತ್ವರಿತ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಇಟ್ಟಿಗೆಗಳಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯ ಅವಲೋಕನ
ಹೆಚ್ಚಿನ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸೆರಾಮಿಕ್ ವಸ್ತುವಾಗಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಇಟ್ಟಿಗೆಗಳ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು ಅವುಗಳ ಶಾಖ-ವರ್ಗಾವಣೆ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಪ್ರಮುಖ ಸೂಚಕವಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಇಟ್ಟಿಗೆಗಳು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಕ್ರೀಭವನದ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಅಪಘರ್ಷಕಗಳಿಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕೊರಂಡಮ್), ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಉತ್ತಮ ಶಾಖದ-ವರ್ಗಾವಣೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು ಅಧಿಕ{5}}ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ.
ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುವ ಅಂಶಗಳು
- ತಾಪಮಾನ: ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಇಟ್ಟಿಗೆಗಳ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವು ಪ್ರಭಾವಶಾಲಿ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಅದರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಅಸಾಧಾರಣವಾಗಿದೆ.
- ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆ: ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಕಾರ್ಬನ್ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ, ಅವುಗಳು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಮೂರು ಆಯಾಮದ ಘನ ಲ್ಯಾಟಿಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಈ ರಚನೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಆದೇಶಿಸಿದ ಪರಮಾಣು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಶಾಖ ವಹನದ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಎರಡು ಹರಳಿನ ರೂಪಗಳಲ್ಲಿ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ- -SiC ಮತ್ತು -SiC{5}} -SiC ಜೊತೆಗೆ -SiC ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ.
- ಸ್ಫಟಿಕ ಶುದ್ಧತೆ: ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಇಟ್ಟಿಗೆಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ. ಕಲ್ಮಶಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳೊಳಗಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಇಟ್ಟಿಗೆಗಳ ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಅವುಗಳ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸಲು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.
- ಶಾಖ ವಹನ ಮಾರ್ಗಗಳು: ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಇಟ್ಟಿಗೆಗಳೊಳಗಿನ ಶಾಖ ವಹನವು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ವಹನ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ವಹನದ ಮೂಲಕ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ವಹನವು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಫೋನಾನ್ ಕಂಪನವು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.
ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಪ್ರದೇಶಗಳು
ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, ಕಡಿಮೆ ಗುಣಾಂಕದ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆ, ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆ-ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಇಟ್ಟಿಗೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ{2}}ತಾಪಮಾನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, ರಾಸಾಯನಿಕ ಉದ್ಯಮ ಮತ್ತು ರಾಕೆಟ್ ಎಂಜಿನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಂತಹ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಅವುಗಳ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಇಟ್ಟಿಗೆಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಶಾಖದ ಪ್ರಸರಣ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಸರಿಯಾದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತವೆ; ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ, ಅವುಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪವರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಿಗೆ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸೇವಾ ಜೀವನವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ.