氮化硅

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    化学式Si3N4,,是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损,为原子晶体;高温时抗氧化。化学式Si3N4。白色粉状晶体;熔点1900℃,密度3.44克/厘米3(20℃);有两种变体:α型为六方密堆积结构;β型为似晶石结构。氮化硅有杂质或过量硅时呈灰色。   氮化硅与水几乎不发生作用;在浓强酸溶液中缓慢水解生成铵盐和二氧化硅;易溶于氢氟酸,与稀酸不起作用。浓强碱溶液能缓慢腐蚀氮化硅,熔融的强碱能很快使氮化硅转变为硅酸盐和氨。氮化硅在 600℃以上能使过渡金属氧化物、氧化铅、氧化锌和二氧化锡等还原,并放出氧化氮和二氧化氮。

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  • 综述|高导热氮化硅陶瓷基板研究现状
    摘要:为了减少环境污染、打造绿色经济,高效地利用电力变得越来越重要。电力电子设备是实现这一目标的关键技术,已被广泛用于风力发电、混合动力汽车、LED 照明等领域。这也对电子器件中的散热基板提出了更高的要求,传统的陶瓷基板如 AlN、Al2O3、BeO 等的缺点也日益突出,如较低的理论热导率和较差的力学性能等,严重阻碍了其发展。相比于传统陶瓷基板材料,氮化硅陶瓷由于其优异的理论热导率和良好的力学性能而逐渐成为电子器件的主要散热材料。关键词:半导体 陶瓷基板 氮化硅 热导率然而,目前氮化硅陶瓷实际热导率还远远低于理论热导率的值,而且一些高热导率氮化硅陶瓷(>150 W/(mK))还处于实验室阶段。影响氮化硅陶瓷热导率的因素有晶格氧、晶相、晶界相等,其中氧原子因为在晶格中会发生固溶反应生成硅空位和造成晶格畸变,从而引起声子散射,降低氮化硅陶瓷热导率而成为主要因素。此外,晶型转变和晶轴取向也能在一定程度上影响氮化硅的热导率。如何实现氮化硅陶瓷基板的大规模生产也是一个不小的难题。现阶段,随着制备工艺的不断优化,氮化硅陶瓷实际热导率也在不断提高。为了降低晶格氧含量,首先在原料的选择上降低氧含量,一方面可选用含氧量比较少的 Si 粉作为起始原料,但是要避免在球磨的过程中引入氧杂质 另一方面,选用高纯度的 α-Si3N4 或者 β-Si3N4作为起始原料也能减少氧含量。其次选用适当的烧结助剂也能通过减少氧含量的方式提高热导率。目前使用较多的烧结助剂是 Y2O3-MgO,但是仍不可避免地引入了氧杂质,因此可以选用非氧化物烧结助剂来替换氧化物烧结助剂,如 YF3-MgO、MgF2-Y2O3、Y2Si4N6C-MgO、MgSiN2-YbF3 等在提高热导率方面也取得了非常不错的效果。研究发现通过加入碳来降低氧含量也能达到很好的效果,通过在原料粉体中掺杂一部分碳,使原料粉体在氮化、烧结时处于还原性较强的环境中,从而促进了氧的消除。此外,通过加入晶种和提高烧结温度等方式来促进晶型转变及通过外加磁场等方法使晶粒定向生长,都能在一定程度上提高热导率。为了满足电子器件的尺寸要求,流延成型成为大规模制备氮化硅陶瓷基板的关键技术。本文从影响热导率的主要因素入手,重点介绍了降低晶格氧含量、促进晶型转变及实现晶轴定向生长三种提高实际热导率的方法 然后,指出了流延成型是大规模制备高导热氮化硅陶瓷的关键,并分别从流延浆料的流动性、流延片和浆料的润湿性及稳定性等三方面进行了叙述 概述了目前常用的制备高导热氮化硅陶瓷的烧结工艺现状 最后,对未来氮化硅高导热陶瓷的研究方向进行了展望。关键词:半导体 陶瓷基板 氮化硅 热导率00引言随着集成电路工业的发展,电力电子器件技术正朝着高电压、大电流、大功率密度、小尺寸的方向发展。因此,高效的散热系统是高集成电路必不可少的一部分。这就使得基板材料既需要良好的机械可靠性,又需要较高的热导率。图 1 为电力电子模块基板及其开裂方式。研究人员对高导热系数陶瓷进行了大量的研究,其中具有高热导率的氮化铝(AlN)陶瓷(本征热导率约为320 W/(mK))被广泛用作电子器件的主要陶瓷基材。图 1 电力电子模块基板及其开裂方式但是,AlN 陶瓷的力学性能较差,如弯曲强度为 300~400 MPa,断裂韧性为 3~4 MPam1/2,导致氮化铝基板的使用寿命较短,使得它作为结构基板材料使用受到了限制。另外,Al2O3 陶瓷的理论热导率与实际热导率都很低,不适合应用于大规模集成电路。电子工业迫切希望找到具有良好力学性能的高导热基片材料,图 2 是几种陶瓷基板的强度与热导率的比较,因此,Si3N4 陶瓷成为人们关注的焦点。图 2 几种陶瓷基板的强度与热导率的比较与 AlN 和 Al2O3 陶瓷基板材料相比,Si3N4 具有一系列独特的优势。Si3N4 属于六方晶系,有 α、β 和 γ 三种晶相。Lightfoot 和 Haggerty 根据 Si3N4 结构提出氮化硅的理论热导率在200~300 W/(mK)。Hirosaki 等通过分子动力学的方法计算出 α-Si3N4 和 β-Si3N4 的理论热导率,发现Si3N4 的热导率沿 a 轴和 c 轴具有取向性,其中 α-Si3N4 单晶体沿 a轴和 c轴的理论热导率分别为105 W/(mK)、225W/(mK);β-Si3N4 单晶体沿a轴和c轴方向的理论热导率分别是 170 W/(mK)、450 W/(mK)。Xiang 等结合密度泛函理论和修正的 Debye-Callaway 模型预测了 γ-Si3N4 陶瓷也具有较高的热导率。同时 Si3N4 具有高强度、高硬度、高电阻率、良好的抗热震性、低介电损耗和低膨胀系数等特点,是一种理想的散热和封装材料。现阶段,将高热导率氮化硅陶瓷用于电子器件的基板材料仍是一大难题。目前,国外只有东芝、京瓷等少数公司能将氮化硅陶瓷基板商用化(如东芝的氮化硅基片(TSN-90)的热导率为 90 W/(mK))。近年来国内的一些研究机构和高校相继有了成果,北京中材人工晶体研究院成功研制出热导率为 80 W/(mK)、抗弯强度为 750 MPa、断裂韧性为 7.5MPam1/2 的 Si3N4 陶瓷基片材料,其已与东芝公司的商用氮化硅产品性能相近。中科院上硅所曾宇平研究员团队成功研制出平均热导率为 95 W/(mK),最高可达 120 W/(mK)且稳定性良好的氮化硅陶瓷。其尺寸为 120 mm×120 mm,厚度为 0.32 mm,而且外形尺寸能根据实际要求调整。目前我国的商用高导热 Si3N4 陶瓷基片与国外还是存在差距。因此,研发高导热的 Si3N4 陶瓷基片必将促进我国 IGBT(Insula-ted gate bipolar transistor)技术的大跨步发展,为步入新能源等高端领域实现点的突破。近年来氮化硅陶瓷基板材料的实际热导率不断提高,但与理论热导率仍有较大差距。目前,文献报道了提高氮化硅陶瓷热导率的方法,如降低晶格氧含量、促进晶型转变、实现晶粒定向生长等。本文阐述了如何提高氮化硅陶瓷的热导率和实现大规模生产的成型技术,重点概述了国内外高导热氮化硅陶瓷的研究进展。01晶格氧的影响氮化硅的主要传热机制是晶格振动,通过声子来传导热量。晶格振动并非是线性的,晶格间有着一定的耦合作用,声子间会发生碰撞,使声子的平均自由程减小。另外,Si3N4 晶体中的各种缺陷、杂质以及晶粒界面都会引起声子的散射,也等效于声子平均自由程减小,从而降低热导率。图 3 为氮化硅的微观结构。图 3 氮化硅烧结体的典型微观结构研究表明,在诸多晶格缺陷中,晶格氧是影响氮化硅陶瓷热导率的主要缺陷之一。氧原子在烧结的过程中会发生如下的固溶反应:2SiO2→ 2SiSi +4ON+VSi (1)反应中生成了硅空位,并且原子取代会使晶体产生一定的畸变,这些都会引起声子的散射,从而降低 Si3N4 晶体的热导率。Kitayama 等在晶格氧和晶界相两个方面对影响 Si3N4晶体热导率的因素进行了系统的研究,发现 Si3N4晶粒的尺寸会改变上述因素的影响程度,当晶粒尺寸小于 1μm时,晶格氧和晶界相的厚度都会成为影响热导率的主要因素 当晶粒尺寸大于 1μm 时,晶格氧是影响热导率的主要因素。而制备具有高热导率的氮化硅陶瓷,需要其具有大尺寸的晶粒,因此通过降低晶格氧含量来制得高热导率的氮化硅显得尤为关键。下面从原料的选择、烧结助剂的选择和制备过程中碳的还原等方面阐述降低晶格氧含量的有效方法。1.1 原料粉体选择为了降低氮化硅晶格中的氧含量,要先得从原料粉体上降低杂质氧的含量。目前有两种方法:一种是使用低含氧量的 Si 粉为原料,经过 Si 粉的氮化和重烧结两步工艺获得高致密、高导热的 Si3N4 陶瓷。将由 Si 粉和烧结助剂组成的 Si的致密体在氮气气氛中加热到 Si熔点(1414℃)附近的温度,使 Si 氮化后转变为多孔的 Si3N4 烧结体,再将氮化硅烧结体进一步加热到较高温度,使多孔的 Si3N4 烧结成致密的 Si3N4 陶瓷。另外一种是使用氧含量更低的高纯 α-Si3N4 粉进行烧结,或者直接用 β-Si3N4 进行烧结。日本的 Zhou、Zhu等以 Si 粉为原料,经过 SRBSN 工艺制备了一系列热导率超过 150W/(mK)的氮化硅陶瓷。高热导率的主要原因是相比于普通商用 α-Si3N4 粉末,Si 粉经氮化后具有较少的氧含量和杂质。Park 等研究了原料Si 粉的颗粒尺寸对氮化硅陶瓷热导率的影响,发现 Si 颗粒尺寸的减小能使氮化硅孔道变窄,有利于烧结过程中气孔的消除,进而得到致密度高的氮化硅陶瓷。研究表明,当 Si 粉减小到 1μm 后,氮化硅陶瓷的相对密度能达到 98%以上。但是在 SRBSN 这一工艺减小原料颗粒尺寸的过程中容易使原料表面发生氧化,增加了原料中晶格氧的含量。Guo等分别用 Si 粉和 α-Si3N4 为原料进行了对比试验。研究发现,以 Si 粉为原料经过氮化后能得到含氧量较低(0.36%,质量分数)的 Si3N4 粉末,通过无压烧结制得热导率为 66.5W/(mK)的氮化硅陶瓷。而在同样的条件下,以 α-Si3N4 为原料制备的氮化硅陶瓷,其热导率只有 56.8 W/(mK)。用高纯度的 α-Si3N4 粉末为原料,也能制得高热导率的氮化硅陶瓷。Duan 等以 α-Si3N4 为原料,制备了密度、导热系数、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别为 3.20 gcm-3 、60 W/(mK)、668 MPa、5.13 MPam1/2 和 15.06 GPa的Si3N4 陶瓷。Kim 等以 α-Si3N4为原料制备了热导率为78.8 W/(mK)的氮化硅陶瓷。刘幸丽等以不同配比的 β-Si3N4/α-Si3N4 粉末为起始原料,制备了热导率为108 W/(mK)、抗弯强度为 626 MPa的氮化硅陶瓷。结果表明:随着 β-Si3N4 粉末含量的增加,β-Si3N4柱状晶粒平均长径比的减小使得晶粒堆积密度减小,柱状晶体积分数相应增加,晶间相含量减少,热导率提高。彭萌萌等研究了粉体种类(β-Si3N4或 α-Si3N4)及 SPS 保温时间对氮化硅陶瓷热导率的影响。研究发现,采用 β-Si3N4粉体制备的氮化硅陶瓷的热导率比采用相同工艺以 α-Si3N4为粉体制备的氮化硅陶瓷高 15% 以上,达到了 105W/(mK)。不同原料制备的Si3N4材料的热导率比较见表1。表 1 不同原料制备的 Si3N4材料的热导率比较综合以上研究可发现,采用 Si 粉为原料制得的样品能达到很高的热导率,但是在研磨的过程中容易发生氧化,而且实验过程繁琐,耗时较长,不利于工业化生产 使用高纯度、低含氧量的 α-Si3N4粉末为原料时,由于原料本身纯度高,能制备出性能优异的氮化硅陶瓷,但是这样会导致成本增加,不利于大规模生产 虽然可以用 β-Si3N4 取代 α-Si3N4为原料,得到高热导率的氮化硅陶瓷,但是 β-Si3N4的棒状晶粒会阻碍晶粒重排,导致烧结物难以致密。1.2 烧结助剂选择Si3N4属于共价化合物,有着很小的自扩散系数,在烧结过程中依靠自身扩散很难形成致密化的晶体结构,因此添加合适的烧结助剂和优化烧结助剂配比能得到高热导率的氮化硅陶瓷。在高温时烧结助剂与Si3N4表面的 SiO2反应形成液相,最后形成晶界相。然而晶界相的热导率只有 0.7~1 W/(mK),这些晶界相极大地降低了氮化硅的热导率,而且一些氧化物烧结添加剂的引入会导致 Si3N4晶格氧含量增加,也会导致热导率降低。目前氮化硅陶瓷的烧结助剂种类繁多,包括各种稀土氧化物、镁化物、氟化物和它们所组成的复合烧结助剂。稀土元素由于具有很高的氧亲和力而常被用于从 Si3N4晶格中吸附氧。目前比较常用的是镁的氧化物和稀土元素的氧化物组成的混合烧结助剂。Jia 等在氮化硅陶瓷的烧结过程中添加复合烧结助剂 Y2O3-MgO,制备了热导率达到 64.4W/(mK)的氮化硅陶瓷。Go 等同样采用 Y2O3-MgO为烧结助剂,研究了烧结助剂 MgO 的粒度对氮化硅微观结构和热导率的影响。研究发现,加入较粗的 MgO 颗粒会导致烧结过程中液相成分分布不均匀,使富 MgO 区周围的 Si3N4晶粒优先长大,从而导致最终的 Si3N4陶瓷中大颗粒的 Si3N4晶粒的比例增大,热导率提高。然而,加入氧化物烧结助剂会不可避免地引入氧原子,因此为了降低晶格中的氧杂质,可以采用氧化物 + 非氧化物作为烧结助剂。Yang 等以 MgF2-Y2O3为烧结添加剂制备出性能良好的高导热氮化硅陶瓷,发现用 MgF2可以降低烧结过程中液相的粘度,加速颗粒重排,使粉料混合物能够在较低温度(1600℃)和较短时间(3 min)内实现致密化,而且低的液相粘度与高的 Si、N 原子比例有助于 Si3N4 的 α→β 相变和晶粒生长,从而提高 Si3N4 陶瓷的热导率。Hu 等分别以 MgF2-Y2O3和 MgO-Y2O3为烧结助剂进行了对比试验,并探究了烧结助剂的配比对热导率的影响。相比于 MgO-Y2O3,用 MgF2-Y2O3作为烧结助剂时 Si3N4陶瓷热导率提高了 19%,当添加量为 4%MgF2 -5%Y2O3时,能达到最高的热导率。Li 等以 Y2Si4N6C-MgO 代替 Y2O3 -MgO 作为烧结添加剂,通过引入氮和促进二氧化硅的消除,在第二相中形成了较高的氮氧比,导致在致密化的 Si3N4 试样中颗粒增大,晶格氧含量降低,Si3N4 -Si3N4 的连续性增加,使Si3N4 陶瓷的热导率由 92 W/(mK)提高到 120 W/(mK),提高了 30.4%。为了进一步提高液相中的氮氧比,降低晶格氧含量,通常还采用非氧化物作为烧结助剂。Lee 等研究了氧化物和非氧化物烧结添加剂对 Si3N4 的微观结构、导热系数和力学性能的影响。以 MgSiN2 -YbF3 为烧结添加剂,制备出导热系数为 101.5 W/(mK)、弯曲强度为822~916 MPa 的 Si3N4 陶瓷材料。经研究发现,相比于氧化物烧结添加剂,非氧化物 MgSiN2 和氟化物作为烧结添加剂能降低氮化硅的二次相和晶格氧含量,其中稀土氟化物能与 SiO2 反应生成 SiF4,而SiF4 的蒸发导致晶界相减少,同时也会导致晶界相 SiO2 还原,降低晶格氧含量,进而达到提高热导率的目的。不同烧结助剂制备的氮化硅陶瓷热导率比较见表 2,显微结构如图 4所示。表 2 不同烧结助剂制备的 Si3N4材料的热导率比较图 4 氧化物添加剂(a)MgO-Y2O3 和(d)MgO-Yb2O3、混合添加剂(b)MgSiN2 -Y2O3 和(e)MgSiN3 -Yb2O3 、非氧化物添加剂(c)MgSiN2 -YF3 和(f)Mg-SiN2 -YbF3 的微观结构目前主流的烧结助剂中稀土元素为 Y 和 Yb 的化合物,但是有些稀土元素并不能起到提高致密度的作用。Guo等分别用 ZrO2 -MgO-Y2O3和 Eu2O3 -MgO-Y2O3作为烧结助剂,制得了氮化硅陶瓷,经研究发现 Eu2O3 -MgO-Y2O3的加入反而抑制了氮化硅陶瓷的致密化。综合以上研究发现,相比于氧化物烧结助剂,非氧化物烧结助剂能额外提供氮原子,提高氮氧比,促进晶型转变,还能还原 SiO2 起到降低晶格氧含量、减少晶界相的作用。1.3 碳的还原前面提到的一些能高效降低晶格氧含量的烧结助剂,如Y2Si4N6C和 MgSiN2 等,无法从商业的渠道获得,这就给大规模生产造成了困扰,而且高温热处理也会导致高成本。因此,从工业应用的角度来看,开发简便、廉价的高导热 Si3N4 陶瓷的制备方法具有重要的意义。研究发现,在烧结过程中掺杂一定量的碳能起到还原氧杂质的作用,是一种降低晶格氧含量的有效方法。碳被广泛用作非氧化物陶瓷的烧结添加剂,其主要作用是去除非氧化物粉末表面的氧化物杂质。在此基础上,研究者发现少量碳的加入可以有效地降低 AlN 陶瓷的晶格氧含量,从而提高 AlN 陶瓷的热导率。同样地,在 Si3N4 陶瓷中引入碳也可以降低氧含量,主要是由于在氮化和后烧结过程中,适量的碳会起到非常明显的还原作用,能极大降低 SiO 的分压,增加晶间二次相的 N/O 原子比,从而形成双峰状显微结构,得到晶粒尺寸大、细长的氮化硅颗粒,提高氮化硅陶瓷的热导率。Li 等用 BN/石墨代替 BN 作为粉料底板后,氮化硅陶瓷的热导率提升了 40.7%。研究发现,即使 Si 粉经球磨后含氧量达到了 4.22%,氮化硅陶瓷的热导率依然能到达 121 W/(mK)。其原因主要是石墨具有较强的还原能力,在氮化的过程中通过促进 SiO2 的去除,改变二次相的化学成分,在烧结过程中进一步促进 SiO2 和 Y2Si3O3N4 二次相的消除,从而使产物生成较大的棒状晶粒,降低晶格氧含量,提高 Si3N4 -Si3N4 的连续性。研究表明,虽然掺杂了一部分碳,但是氮化硅的电阻率依然不变,然而最终的产物有很高的质量损失比(25.8%),增加了原料损失的成本。Li 等发现过量的石墨会与表面的 Si3N4 发生反应,这是导致氮化硅陶瓷具有较高质量损失比的关键因素。于是他们改进了制备工艺,采用两步气压烧结法,用 5%(摩尔分数) 碳掺杂 93%α-Si3N4 -2%Yb2O3
  • 快速可靠的新一代全二维面探残余应力分析仪助力氮化硅陶瓷领域获新进展
    随着科技和工业技术的快速发展,人们对材料的硬度、强度、耐磨损、热膨胀系数及绝缘性能等提出了更高的要求。而高技术陶瓷作为继钢铁、塑料之后公认的第三类主要材料,一直以来在突破现有合金和高分子材料的应用极限方向被人们寄以厚望。其中,氮化硅陶瓷因具有优异的低密度、高硬度、高强度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐氧化等诸多优点,成为了最具发展潜力与市场应用的新型工程材料之一,在高温、高速、强腐蚀介质的工作环境中具有特殊的应用价值,已被广泛应用在精密机械、电气电子、军事装备和航空航天等领域。但另一方面,工程陶瓷具有硬、脆的特性,使得其机械加工性能较差,因此磨削已成为陶瓷零件的主要加工方式。 工程陶瓷在磨削过程中,工件的表面受剪切滑移、剧烈摩擦、高温、高压等作用,很容易产生严重的塑性变形,从而在工件表面产生残余应力。残余应力将会直接影响工程陶瓷零件的断裂应力、弯曲强度、疲劳强度和耐腐蚀性能。工程陶瓷零件的断裂应力和韧性相比于金属对表面的应力更为敏感。关于残余压应力或拉应力对材料的断裂韧性的影响,特别是裂纹的产生和扩展尚需进一步的研究。零件表面/次表面的裂纹极大地影响着其性能及服役寿命。因此,探索工程陶瓷的残余应力与裂纹扩展的关系就显得尤为重要。 Huli Niu等人为了获得高磨削表面质量的工程陶瓷,以氮化硅陶瓷为研究对象,进行了一系列磨削实验。研究表明:(1)提高砂轮转速、减小磨削深度、降低进给速率有利于减小氮化硅陶瓷的纵向裂纹扩展深度。氮化硅陶瓷工件在磨削后,次表面的裂纹主要是纵向裂纹,该裂纹从多个方向逐渐向陶瓷内部延伸,最终导致次表面损伤。(2)氮化硅陶瓷表面的残余压应力随着砂轮转速的增加、磨削深度和进给速度的减小而增大。平行于磨削方向的残余压应力大于垂直于磨削方向的残余压应力。(3)砂轮转速和磨削深度的增加、进给速率增大时,磨削温度有升高的趋势。在磨削温度从300℃上升到1100℃过程中,表面残余压应力先增大后减小;裂纹扩展深度先减小后增加。在温度约为600℃时,表面残余压应力最大,裂纹扩展深度最小。适当的磨削温度可以提高氮化硅陶瓷的表面残余压应力并抑制裂纹扩展。(4)氮化硅陶瓷表面残余压应力随裂纹扩展深度和表面脆性剥落程度的增加而减小。裂纹扩展位置的残余应力为残余拉应力。它随着裂纹扩展深度的增加而增加。此外,残余应力沿进入表面的距离在压缩和拉伸之间交替分布,在一定深度处这种情况消失。(5)通过调整磨削参数、控制合适的磨削温度,可以提高氮化硅陶瓷磨削表面质量。 以上研究结果为获得高质量氮化硅陶瓷的表面加工提供了强有力的数据支撑。关于Huli Niu等人的该项研究工作,更多的内容可参考文献[1]。 Figure 1. Grinding experiment and measuring equipment: (a) Experimental principle and processing (b) SEM (c) Residual stress analyzer.Figure 6. Surface residual stress under different grinding parameters: (a) Wheel speed (b) Grinding depth (c) Feed rate.上述图片内容均引自文献[1]. 作者在该项研究工作中所使用的残余应力检测设备为日本Pulstec公司推出的小而轻的便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s。该设备采用了圆形全二维面探测器技术,并基于cosα残余应力分析方法可基于多达500个衍射峰进行残余应力拟合,具有探测器技术先进、测试精度高、体积迷你、重量轻、便携性高等特点,不仅可以在实验室使用,还可以方便携带至非实验室条件下的各种车间现场或户外进行原位的残余应力测量。我们期待该设备能助力更多的国内外用户做出优秀的科研工作! 小而轻的便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s设备图 参考文献:[1] Yan H, Deng F, Qin Z, Zhu J, Chang H, Niu H, Effects of Grinding Parameters on the Processing Temperature, Crack Propagation and Residual Stressin Silicon Nitride Ceramics. Micromachines. 2023 14(3):666. https://doi.org/10.3390/mi14030666
  • 1045万!中国科学院八英寸晶圆级氮化硅低压化学气相沉积设备和紧凑型多功能介质薄膜快速沉积设备采购项目
    一、项目基本情况项目编号:OITC-G240261656-1项目名称:中国科学院2024年仪器设备部门批量集中采购项目预算金额:1045.000000 万元(人民币)最高限价(如有):1045.000000 万元(人民币)采购需求:1、采购项目的名称、数量:包号货物名称数量(台/套)用户单位采购预算(人民币)最高限价(人民币)是否允许采购进口产品6八英寸晶圆级氮化硅低压化学气相沉积设备1套中国科学院微电子研究所780万元780万元是包号货物名称数量(台/套)用户单位是否允许采购进口产品7紧凑型多功能介质薄膜快速沉积设备1中国科学院半导体研究所是投标人须以包为单位对包中全部内容进行投标,不得拆分,评标、授标以包为单位。2、技术要求详见公告附件。合同履行期限:详见项目需求本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间:2024年07月25日 至 2024年08月01日,每天上午9:00至11:00,下午13:00至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:www.oitccas.com;北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层方式:登录“东方招标”平台www.oitccas.com注册并购买。售价:¥600.0 元,本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:中国科学院微电子研究所     地址:北京市朝阳区北土城西路3号        联系方式:王老师 010-82995516      2.采购代理机构信息名 称:东方国际招标有限责任公司            地 址:北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层            联系方式:迟兆洋、叶明、芮虎峥、荀笑尘 010-68290583/0589 hzrui@oitc.com.cn 、xcxun@oitc.com.cn            3.项目联系方式项目联系人:迟兆洋、叶明、芮虎峥、荀笑尘电 话:  010-68290583/0548

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  • 氮化硅薄膜窗口 400-860-5168转1679
    联系我们:X射线透射显微成像/能谱(同步辐射)用氮化硅薄膜窗口 产品概述: X-射线薄膜窗能够实现软X-射线(如真空紫外线)的最大透射率。主要用于同步辐射X射线透射显微成像时承载样品。 X-射线越软(能量越低),穿透能力越差,所需氮化硅薄膜窗越薄。特别在“离轴”状态工作(即薄膜与光束成一定角度)时,也需要较薄的薄膜窗口,便于X射线更好地穿透。 氮化硅薄膜窗口是利用现代MEMS技术制备而成,由于此种氮化硅窗口选用低应力氮化硅(0-250MP)薄膜,因此比计量式和ST氮化硅薄膜更坚固耐用。提供的氮化硅薄膜窗口非常适合应用于透射成像和透射能谱等广泛的科学研究领域,例如,X-射线(上海光源透射成像/能谱线站)、TEM、SEM、IR、UV等。 现在提供X-射线显微成像/能谱(同步辐射)用氮化硅薄膜窗系列产品,规格如下: 外框尺寸 (4种标准规格): 5 mm x 5 mm (窗口尺寸:1.0 mm或和 1.5 mm 方形) 7.5 mm x 7.5 mm (窗口尺寸:2.0 mm或 2.5 mm) 10 mm x 10 mm (窗口尺寸:3.0 mm或 5 mm 方形) 边框厚度: 200µ m、381µ m、525µ m。 Si3N4薄膜厚度:50、100、150和200nm 我们也可以为用户定制产品(30-500nm),但要100片起订。 本产品为一次性产品,不建议用户重复使用,本产品不能进行超声清洗,适合化学清洗、辉光放电和等离子体清洗。 技术指标: 透光度: 对于X射线用窗口,500nm厚的氮化硅薄膜有很好的X光穿透效果,对于软X射线(例如碳边吸收谱),100-200nm厚的氮化硅薄膜窗口是用户首选。 真空适用性: 真空适用性数据如下:  薄膜厚度 窗口面积 压力差 ≥50 nm ≤1.0 x 1.0 mm 1 atm ≥100 nm ≤1.5 x 1.5 mm 1 atm ≥200 nm ≤2.5 x 2.5 mm 1 atm 表面平整度: 氮化硅薄膜窗口产品的表面平整性很稳定(粗糙度小于1nm),对于X射线应用没有任何影响。 温度特性: 氮化硅薄膜窗口产品是耐高温产品,能够承受1000度高温,非常适合在其表面利用CVD方法生长各种纳米材料。 化学特性: 氮化硅薄膜窗口是惰性衬底。 应用简介和优点: 1、同步辐射X射线(紫外或极紫外)透射成像或透射能谱应用中是不可或缺的样品承载体。 2、耐高温、惰性衬底,适应各种聚合物、纳米材料、半导体材料、光学晶体材料和功能薄膜材料的制备环境,利于制备理想的用于X射线表征用的自组装单层薄膜或薄膜(薄膜直接沉积在窗口上)。 3、生物和湿细胞样本的理想承载体。特别是在等离子体处理后,窗口具有很好的亲水性。 4、耐高温、惰性衬底,也可以用于化学反应和退火效应的原位表征。 5、适合做为胶体、气凝胶、有机材料和纳米颗粒等的表征实验承载体。 氮化硅薄膜窗口系列 SN-LDE-505-15 氮化硅薄膜窗口,框架:5×5mm,窗口:1.5×1.5mm,膜厚:50nm SN-LDE-510-15 氮化硅薄膜窗口,框架:5×5mm,窗口:1.5×1.5mm,膜厚:100nm SN-LDE-515-15 氮化硅薄膜窗口,框架:5×5mm,窗口:1.5×1.5mm,膜厚:150nm SN-LDE-520-15 氮化硅薄膜窗口,框架:5×5mm,窗口:1.5×1.5mm,膜厚:200nm SN-LDE-705-25 氮化硅薄膜窗口,框架:7.5×7.5mm,窗口:2.5×2.5mm,膜厚:50nm SN-LDE-710-25 氮化硅薄膜窗口,框架:7.5×7.5mm,窗口:2.5×2.5mm,膜厚:100nm SN-LDE-715-25 氮化硅薄膜窗口,框架:7.5×7.5mm,窗口:2.5×2.5mm,膜厚:150nm SN-LDE-720-25 氮化硅薄膜窗口,框架:7.5×7.5mm,窗口:2.5×2.5mm,膜厚:200nm SN-LDE-105-30 氮化硅薄膜窗口,框架:10×10mm,窗口:3×3mm,膜厚:50nm SN-LDE-110-30 氮化硅薄膜窗口,框架:10×10mm,窗口:3×3mm,膜厚:100nm SN-LDE-115-30 氮化硅薄膜窗口,框架:10×10mm,窗口:3×3mm,膜厚:150nm SN-LDE-120-30 氮化硅薄膜窗口,框架:10×10mm,窗口:3×3mm,膜厚:200nm 氮化硅薄膜窗口阵列系列 SN-AR-522-15 氮化硅薄膜窗口,框架:5×5mm,窗口:1.5×1.5mm,2×2阵列,膜厚:50nm SN-AR-733-15 氮化硅薄膜窗口,框架:7.5×7.5mm,窗口:1.5×1.5mm,3×3阵列;膜厚:50nm SN-AR-1044-15 氮化硅薄膜窗口,框架:5×5mm,窗口:1.5×1.5mm,膜厚:100nm 氧化硅薄膜窗口系列 SO-505-15 氧化硅薄膜窗口,框架:5×5mm,窗口:1.5×1.5mm,膜厚:50nm SO-510-15 氧化硅薄膜窗口,框架:5×5mm,窗口:1.5×1.5mm,膜厚:100nm SO-520-15 氧化硅薄膜窗口,框架:5×5mm,窗口:1.5×1.5mm,膜厚:150nm SO-705-25 氧化硅薄膜窗口,框架:7.5×7.5mm,窗口:1.5×1.5mm,3×3阵列,膜厚:50nm SO-710-25 氧化硅薄膜窗口,框架:7.5×7.5mm,窗口:1.5×1.5mm,3×3阵列,膜厚:100nm SO-720-25 氧化硅薄膜窗口,框架:7.5×7.5mm,窗口:1.5×1.5mm,3×3阵列,膜厚:200nm 氮化硅薄膜窗口系列 SN-1010-2-AU10 氮化硅基底框架:10×10mm,窗口:2×2mm,膜厚:100nm,金膜厚度:10nm SN-1020-2-AU10 氮化硅基底框架:10×10mm,窗口:2×2mm,膜厚:200nm,金膜厚度:10nm SN-710-2-AU10 氮化硅基底框架:7.5×7.5mm,窗口:2×2mm,膜厚:100nm,金膜厚度:10nm SN-720-2-AU10 氮化硅基底框架:7.5×7.5mm,窗口:2×2mm,膜厚:200nm,金膜厚度:10nm 特殊定制产品 SN-5H5-15 氮化硅基底框架:5×5mm,硅片厚度:200um,窗口:1.5×1.5mm,膜厚:500nm SN-5H10-15 氮化硅基底框架:5×5mm,硅片厚度:200um,窗口:1.5×1.5mm,膜厚:1000nm SN-LDE-4-10 氮化硅片100nm-4英寸整张,10×10mm切片 衬底厚度:200um 温度范围:1000℃ 真空适应:1个大气压 厚度可以选择:200um,381um,525um,需要提前说明。联系我们:
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  • 氮化硅弹珠 400-827-1665
    氮化硅弹珠可提高胰腺消化效率,同时防止胰腺与腔室系统同步移动。 这些弹珠还能够增加胰腺组织在腔室系统内的分散程度。 弹珠尺寸:直径15.875mm 9个/包,无菌包装,供一次性使用。
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  • SG系列原位芯片生产的TEM氮化硅膜窗格SG系列由先进的微电子工艺打造,可用于微纳米样品高分辨电镜观测。此款窗格为3mm外径的八边形,适用于所有TEM样品杆,为适用于多种实验条件,原位芯片为科研人员提供了单窗格,多窗格及微孔窗格三种标准产品。氮化硅膜采用低应力技术(250MPa),化硅膜薄透且不易破损,非常适合于前沿的生物、材料、物理、化学等方面的研究。 产品应用• 搭载TEM、SEM、AFM、拉曼和XRD等设备的样品。超薄的氮化硅膜可以为您提供稳定的样品观测平台;• 可适用于需要加热处理的样品观测,本产品可耐受约1000℃高温;• 可适用于需要化学处理的样品观测,可以耐受盐酸、硫酸和强碱的腐蚀;• 可用于生物样品观测,氮化硅薄膜具有良好的生物亲和性;• 可适用于需要避C/Cu等元素的样品观测,载网表面无碳元素薄膜;• 可用于TEM、SEM、AFM、拉曼、XRD和同步辐射等设备的单一以及联合交叉检测。 技术参数SG同步辐射氮化硅薄膜窗口外框项目参数外框参数材料N/P 型硅片 电阻率1~10Q*cm氮化硅项目 参数 氮化硅项目 参数材料 LPCVD 氮化硅 应力250MPa介电常数6-7介电强度10 (106V/cm)电阻率1016Ω*cm粗糙度(Ra)0.28±5% nm杨氏模量270Gpa 粗糙度(Rms)0.40±5% nm 产品型号产品编号膜厚窗口尺寸SG010Z10nm0.10×0.10mmSG015Z10nm0.15×0.15mmSG025Z10nm0.25×0.25mmSG050Z10nm0.50×0.50mmSG025A15nm0.25x0.25mmSG050A15nm0.5x0.5mmSG100A15nm1x1mmSG025B30nm0.25x0.25mmSG050B30nm0.5x0.5mmSG100B30nm1x1mmSG025C50nm0.25x0.25mmSG050C50nm0.5x0.5mmSG100C50nm1x1mmSG050D100nm0.5x0.5mmSG025E200nm0.25x0.25mmSG050E200nm0.5x0.5mm每盒包含10枚芯片
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氮化硅相关的耗材

  • 氮化硅膜
    氮化硅膜主要用于纳米技术研究;支撑强度高,TEM与原子力电镜都可以使用。氮化硅膜极其稳定可以抵抗温度变化上升至1000摄氏度;但是,疏水性,如果需要亲水,建议用刻蚀法:等离子刻蚀,增加电荷。膜厚:100nm、50nm、30nm;孔:1mm×mm 膜粗糙度2nm。型号名称硅框架厚度(μm)窗口尺寸(mm)膜厚(nm)孔厚包装/个产地21505-10氮化硅膜2000.25 x 0.25mm50110美国21500-10氮化硅膜2000.5 x 0.550110美国21502-10氮化硅膜2001.0 x 1.0mm50110美国21525-10氮化硅膜2000.25 x 0.25mm200110美国21522-10氮化硅膜2001.0 x 1.0mm200110美国21524-10氮化硅膜2000.1 x 1.5200210美国21528-10氮化硅膜2000.1 x 1.5200210美国4112SN-BA氮化硅膜2001.0 x 1.0200110SPI4120SN-BA氮化硅膜2000.5 x 0.5200110SPI
  • TEM/SEM用亲水性/疏水性氮化硅窗口
    TEM用亲水性/疏水性氮化硅窗口 有需求请联系上海昭沅仪器设备有限公司! 021-35359028/29技术参数: 亲水性: 低应力氮化硅薄膜上镀有5nm厚度的亲水涂层 疏水性: 低应力氮化硅薄膜上镀有5nm厚度的疏水涂层 表面能:表面表面能 (mJ/m2)标准偏差氮化硅薄膜46.14.3亲水涂层76.12.2疏水图层24.64.4表面粗糙度:表面表面粗糙度 (nm)标准偏差氮化硅薄膜Rq=0.65Ra=0.450.060.02亲水涂层Rq=0.57Ra=0.400.040.03疏水涂层Rq=0.66Ra=0.400.030.05Rq=表面粗糙度 Ra= 平均粗糙度氮化硅薄膜窗规格 窗口类型薄膜厚度窗口尺寸框架尺寸框架厚度50nm单窗口,500x500μmΦ3mm200μm200 nm单窗口,500x500μmΦ3mm200μm15 nm3x3,9窗口,窗口100x100μmΦ3mm200μm 详细资料请咨询:021-35359028/ admin@instsun.com
  • 多孔氮化硅石墨烯支持膜
    基于PELCO® 多孔氮化硅上的石墨烯支持膜这种石墨烯产品是由多孔氮化硅支撑,在0.5x0.5mm的窗口上铺了一层Si3N4,网格的孔径为2.5um,孔间距为4.5um。石墨烯的使用率为75%,可提供单层、2层、3-5层和6-8层石墨烯。适合UHR成像,或者作为一种实验平台。Example of nanopatterning of an atomically thin matter-wave beam splitter from a single-layer Graphene on Holey Silicon Nitride product. Ref: C. Brand, et. al. Nature Nanotechnology, Vol. 10, Oct. 2015 货号产品描述包装21712-5基于多孔氮化硅的单层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mm pkg/521712-10基于多孔氮化硅的单层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mmpkg/1021712-25基于多孔氮化硅的单层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mmpkg/25 货号产品描述包装21722-5基于多孔氮化硅的2层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mmpkg/521722-10基于多孔氮化硅的2层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mmpkg/1021722-25基于多孔氮化硅的2层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mmpkg/25 货号产品描述包装21742-5基于多孔氮化硅的3-5层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mmpkg/521742-10基于多孔氮化硅的3-5层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mmpkg/1021742-25基于多孔氮化硅的3-5层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mmpkg/25 货号产品描述包装21772-5基于多孔氮化硅的6-8层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mmpkg/521772-10基于多孔氮化硅的6-8层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mmpkg/1021772-25基于多孔氮化硅的6-8层石墨烯支持膜,孔径2.5um,窗口0.5x0.5mmpkg/25

氮化硅相关的试剂

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