如何用機械攪拌法制備新型鋁基碳化硅？
在熱沉行業(yè)的工作人員都知道，鋁基碳化硅是一種顆粒增強金屬基復合材料，繼承了鋁合金基體的比強度高、塑性加工性好、密度低等特性的同時，又結(jié)合了SiC顆粒硬度高、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點，是綜合性能優(yōu)良的金屬基復合材料。它采用Al合金作基體，按設計要求，以一定形式、比例和分布狀態(tài)，用SiC顆粒作增強體，構(gòu)成有明顯界面的多組相復合材料，兼具單一金屬不具備的綜合優(yōu)越性能。因其具有輕量化和高性能的特點，在航空航天，汽車等多個領(lǐng)域都有廣泛的應用前景。
機械攪拌法是在攪拌的過程中將增強體顆粒加入到基體金屬液中，利用高速旋轉(zhuǎn)的攪拌裝置使增強體均勻混合入基體金屬液之中，然后澆入模具中得到想要的鑄件。其生產(chǎn)設備見圖2所示。機械攪拌法操作過程較為簡單，成本低廉，不到其他加工工藝的一半，是可以廣泛應用的方法，目前工業(yè)上制備復合材料大多數(shù)都是采用該方法。
綜合國內(nèi)外對攪拌鑄造的研究發(fā)現(xiàn)，攪拌鑄造法可以以攪拌時的熔體溫度為依據(jù)，將其分為液態(tài)攪拌和液半固態(tài)攪拌兩種方法。液態(tài)攪拌法主要是使攪拌溫度保持在液相線以上，一邊攪拌一邊加入增強體顆粒，攪拌之后可以直接進行澆鑄。半固態(tài)攪拌是指將攪拌溫度調(diào)制固液相線之間，使熔體之中有一定的固相體積分數(shù)。這樣在攪拌的時候熔體中會有更大的剪切力容易使增強體顆粒分布均勻。
這兩種方法各有優(yōu)缺點，液態(tài)法簡單，但是卷氣很嚴重，顆粒分散的不夠均勻。但是半固態(tài)攪拌鑄造法目前仍存在一些問題，如在攪拌過程中陶瓷顆粒容易產(chǎn)生偏聚、界面處易發(fā)生反應等。其次，在空氣環(huán)境下進行攪拌時，攪拌的過程中尤其是高速攪拌時很容易吸入氣體，使得最后澆鑄出的復合材料產(chǎn)品內(nèi)部出現(xiàn)有害的氣孔缺陷。再次，顆粒增強相添加的體積分數(shù)有一定限制是利用攪拌鑄造法制備金屬基復合材料的另一個問題。
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隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動的新計算時代的發(fā)展，對半導體器件的需求日益增長，同時也催生了市場對半導體材料的需求，半導體材料行業(yè)迎來快速發(fā)展的黃金期。在國家鼓勵半導體材料國產(chǎn)化的政策導向下，本土半導體材料廠商不斷提升半導體產(chǎn)品技術(shù)水平和研發(fā)能力，逐漸打破了國外半導體廠商的壟斷格局，推進中國半導體材料國產(chǎn)化進程，促進中國半導體材料行業(yè)的發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示，2017-2019年中國半導體材料市場規(guī)模逐年增長，從2017年的76億美元增長至2020年的94億美元。據(jù)統(tǒng)計，2017-2020年全球62座新投產(chǎn)的晶圓廠中有26座來自中國大陸，占比超過40%，成為增速最快的地區(qū)。伴隨著5G時代的來臨，汽車電動化進程拉動IGBT規(guī)模增長。得益于對清潔能源高速增長的需求，IGBT市場規(guī)模將持續(xù)增長，IGBT市場在2020年的規(guī)模為54億美元，從2020年到2026年將以7.5%的復合年增長率（CAGR）增長，預計2026年市場規(guī)模為84億美元。新能源車應用作為IGBT市場規(guī)模的重要增量，2020年市場規(guī)模為為5.09億美元，2020-2026年的復合年增長率為23%，預計2026年新能源車用IGBT市場規(guī)模為17億美元。
隨著5G、智慧物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，中國大陸的半導體產(chǎn)業(yè)得以在眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速與全面布局，正逐步驅(qū)使全球半導體產(chǎn)業(yè)從韓國、中國臺灣向中國大陸轉(zhuǎn)移。目前，我國已經(jīng)成為最大的半導體市場，并且繼續(xù)保持最快的增速，預計半導體市場增長將持續(xù)帶動半導體材料行業(yè)快速發(fā)展。
