SiC estalduraren aplikazio eta ikerketaren aurrerapena karbono/karbono eremu termikoko materialetan silizio-2 monokristalinorako

1 Silizio karburoaren estalduraren aplikazio eta ikerketaren aurrerapena karbono/karbono eremu termikoko materialetan

1.1 Arragoa prestatzeko aplikazioaren eta ikerketaren aurrerapena

Kristal bakarreko eremu termikoan, dukarbono/karbono arragoasiliziozko materiala garraiatzeko ontzi gisa erabiltzen da batez ere eta kontaktuan dagokuartzozko arragoa, 2. Irudian ikusten den moduan. Karbono/karbono arragoaren lan-tenperatura 1450 ingurukoa da.℃, silizio solidoaren (silizio dioxidoaren) eta silizio-lurrunaren higadura bikoitza jasaten duena, eta, azkenik, arragoa mehea bihurtzen da edo eraztun pitzadura du, eta ondorioz arragoa porrot egiten du.

Karbono/karbono konposatu arragoa estaldura konposatu bat prestatu zen lurrun kimikoen iragazpen-prozesuaren eta in situ erreakzioaren bidez. Estaldura konposatua siliziozko karburozko estalduraz osatuta zegoen (100 ~ 300μm), siliziozko estaldura (10 ~ 20μm) eta silizio nitrurozko estaldura (50 ~ 100μm), karbono/karbono konposatuaren arragoaren barruko gainazalean silizio-lurrunaren korrosioa eraginkortasunez eragotzi dezake. Ekoizpen prozesuan, konposite estalitako karbono/karbono konposatu arragoaren galera 0,04 mm-koa da labe bakoitzeko, eta zerbitzu-bizitza 180 labe-aldira irits daiteke.

Ikertzaileek erreakzio kimiko metodo bat erabili dute karbono/karbono konposatu arragoaren gainazalean silizio karburozko estaldura uniforme bat sortzeko tenperatura-baldintza jakin batzuetan eta gas garraiolariaren babesean, silizio dioxidoa eta silizio metala lehengai gisa tenperatura altuko sinterizazio batean. labea. Emaitzek erakusten dute tenperatura altuko tratamenduak sic estalduraren garbitasuna eta indarra hobetzeaz gain, karbono/karbono konposatuaren gainazalaren higadura erresistentzia ere hobetzen duela eta SiO lurrunaren bidez arragoaren gainazalaren korrosioa saihesten duela. eta oxigeno atomo lurrunkorrak silizio monokristalezko labean. Ragoaren iraupena % 20 handitzen da estaldurarik gabeko arragoarenarekin alderatuta.

1.2 Fluxu-gida-hodiaren aplikazio eta ikerketaren aurrerapena

Gida-zilindroa arragoaren gainean dago (1. irudian ikusten den bezala). Kristalak tiratzeko prozesuan, eremuaren barruko eta kanpoko tenperaturaren arteko aldea handia da, batez ere beheko gainazala silizio urtutako materialetik hurbilen dago, tenperatura altuena da eta silizio-lurrunaren korrosioa larriena da.

Ikertzaileek prozesu sinple bat eta oxidazio-erresistentzia ona asmatu zuten gida-hodiaren oxidazioaren aurkako estaldura eta prestatzeko metodoa. Lehenik eta behin, silizio karburozko bibote geruza bat in situ hazi zen gida-hodiaren matrizean, eta gero silizio karburozko kanpoko geruza trinko bat prestatu zen, horrela SiCw trantsizio geruza bat eratu zen matrizearen eta silizio karburoaren gainazaleko geruza trinkoaren artean. , 3. Irudian ikusten den bezala. Dilatazio termikoaren koefizientea matrizearen eta silizio karburoaren artean zegoen. Hedapen termikoaren koefizientearen desegokitzeak eragindako estres termikoa modu eraginkorrean murrizten du.

Analisiak erakusten du SiCw edukia handitzean estalduraren tamaina eta pitzadura kopurua murrizten dela. 10h oxidatu ondoren 1100ean℃airea, estaldura laginaren pisu-galera tasa % 0,87 ~ % 8,87 baino ez da, eta silizio karburoaren estalduraren oxidazio erresistentzia eta shock termikoaren erresistentzia asko hobetzen dira. Prestaketa prozesu osoa etengabe egiten da lurrun-deposizio kimikoaren bidez, silizio karburoaren estalduraren prestaketa asko errazten da eta pita osoaren errendimendu integrala indartzen da.

Ikertzaileek matrizea sendotzeko eta grafitozko gida-hodiaren gainazaleko estaldura metodo bat proposatu zuten czohr silizio monokristalerako. Lortutako silizio karburozko minda uniformeki estali zen grafitozko gida-hodiaren gainazalean 30 ~ 50-ko estalduraren lodierarekin.μm eskuila estaldura edo spray estaldura metodoaren bidez, eta gero tenperatura altuko labe batean jarri in situ erreakziorako, erreakzio tenperatura 1850 ~ 2300 izan zen.℃, eta beroaren kontserbazioa 2 ~ 6 ordukoa izan zen. SiC kanpoko geruza 24 hazbeteko (60,96 cm) kristal bakarreko hazteko labe batean erabil daiteke eta erabilera tenperatura 1500 da.℃, eta grafitozko gida-zilindroaren gainazalean ez dagoela hauts pitzadurarik eta erortzen 1500 ordu igaro ondoren aurkitzen da.

1.3 Isolamendu-zilindroaren aplikazio eta ikerketaren aurrerapena

Silizio monokristalinoaren eremu termikoko sistemaren osagai nagusietako bat denez, isolamendu-zilindroa bero-galera murrizteko eta eremu termikoaren inguruneko tenperatura-gradientea kontrolatzeko erabiltzen da batez ere. Kristal bakarreko labearen barruko hormaren isolamendu-geruzaren euskarri gisa, silizio-lurrunaren korrosioa produktuaren zepa erortzea eta pitzatzea dakar, eta azkenean produktuaren porrota eragiten du.

C/C-sic isolamendu-hodi konposatuaren silizio-lurrunaren korrosioarekiko erresistentzia are gehiago hobetzeko, ikertzaileek prestatutako C/C-sic isolamendu-hodi konposatuen produktuak jarri zituzten lurrun-erreakzio kimikoko labean, eta silizio-karburozko estaldura trinkoa prestatu zuten. C/ C-sic isolamendu-hodi konposatuen gainazala lurrun-jadapen-prozesu kimikoaren bidez. Emaitzek erakusten dutenez, prozesuak C/ C-sic konpositearen muinean karbono-zuntzaren korrosioa eraginkortasunez eragotzi dezake silizio-lurrunaren bidez, eta silizio-lurrunaren korrosioarekiko erresistentzia 5-10 aldiz handitzen da karbono/karbono konpositearekin alderatuta, eta isolamendu-zilindroaren bizitza eta eremu termikoaren ingurunearen segurtasuna asko hobetzen dira.

2.Ondorioa eta perspektiba

Silizio karburozko estalduragero eta gehiago erabiltzen da karbono/karbono eremu termikoko materialetan, tenperatura altuan oxidazio erresistentzia bikaina duelako. Silizio monokristalinoaren ekoizpenean erabiltzen diren karbono/karbono eremu termikoko materialen tamaina gero eta handiagoa denez, nola hobetu silizio karburozko estalduraren uniformetasuna eremu termikoko materialen gainazalean eta karbono/karbonoko eremu termikoko materialen zerbitzu-bizitza hobetu premiazko arazoa bihurtu da. konpondu beharrekoa.

Bestalde, silizio monokristalinoaren industriaren garapenarekin batera, purutasun handiko karbono/karbono eremu termikoko materialen eskaria ere handitzen ari da, eta SiC nanozuntzak ere hazten dira barneko karbono zuntzetan erreakzioan zehar. Esperimentuen bidez prestatutako C/ C-ZRC eta C/ C-sic ZrC konpositeen masa ablazio eta ablazio linealaren tasak -0,32 mg/s eta 2,57 dira.μm/s, hurrenez hurren. C/ C-sic -ZrC konpositeen masa eta lerro ablazio-tasa -0,24 mg/s eta 1,66 dira.μm/s, hurrenez hurren. SiC nanozuntzekin C/C-ZRC konpositeek propietate ablatibo hobeak dituzte. Geroago, karbono-iturri ezberdinek SiC nanozuntzen hazkundean duten eragina eta C/C-ZRC konpositeen propietate ablatiboak indartzen dituzten SiC nanozuntzen mekanismoa aztertuko da.

Karbono/karbono konposatu arragoa estaldura konposatu bat prestatu zen lurrun kimikoen iragazpen-prozesuaren eta in situ erreakzioaren bidez. Estaldura konposatua siliziozko karburozko estalduraz osatuta zegoen (100 ~ 300μm), siliziozko estaldura (10 ~ 20μm) eta silizio nitrurozko estaldura (50 ~ 100μm), karbono/karbono konposatuaren arragoaren barruko gainazalean silizio-lurrunaren korrosioa eraginkortasunez eragotzi dezake. Ekoizpen prozesuan, konposite estalitako karbono/karbono konposatu arragoaren galera 0,04 mm-koa da labe bakoitzeko, eta zerbitzu-bizitza 180 labe-aldira irits daiteke.