Birkristalizatusilizio karburoa (RSiC) zeramikaa diraerrendimendu handiko zeramikazko materiala. Tenperatura altuko erresistentzia bikaina, oxidazio erresistentzia, korrosioarekiko erresistentzia eta gogortasun handia direla eta, oso erabilia izan da alor askotan, hala nola erdieroaleen fabrikazioan, industria fotovoltaikoan, tenperatura altuko labeetan eta ekipamendu kimikoan. Industria modernoan errendimendu handiko materialen eskaera gero eta handiagoa denez, silizio karburozko zeramika birkristalizatuen ikerketa eta garapena sakontzen ari da.
1. Prestaketa-teknologiasilizio karburo birkristalizatutako zeramika
Birkristalizatuen prestaketa teknologiasilizio karburozko zeramikabatez ere, bi metodo biltzen ditu: hauts-sinterizazioa eta lurrun-deposizioa (CVD). Horien artean, hautsa sinterizatzeko metodoa silizio karburoaren hautsa tenperatura altuko ingurunean sinterizatzea da, silizio karburo partikulek egitura trinko bat era dezaten aleen arteko difusioaren eta birkristalizazioaren bidez. Lurrun-jadaketa metodoa silizio-karburoa substratuaren gainazalean lurrun-erreakzio kimiko baten bidez tenperatura altuan jartzea da, eta, horrela, purutasun handiko silizio-karburozko filma edo egitura-zatiak osatuz. Bi teknologia hauek beren abantailak dituzte. Hauts sinterizatzeko metodoa eskala handiko ekoizpenerako egokia da eta kostu baxua du, lurrun-deposizioaren metodoak purutasun handiagoa eta egitura trinkoagoa eman dezake, eta erdieroaleen eremuan oso erabilia da.
2. Materialen propietateaksilizio karburo birkristalizatutako zeramika
Silizio karburo birkristalizatutako zeramikaren ezaugarri nabarmena tenperatura altuko inguruneetan duen errendimendu bikaina da. Material honen urtze-puntua 2700 °C-koa da, eta tenperatura altuetan erresistentzia mekaniko ona du. Horrez gain, silizio karburo birkristalizatuak oxidazio-erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia bikaina ditu, eta egonkor egon daiteke muturreko ingurune kimikoetan. Hori dela eta, RSiC zeramika oso erabilia izan da tenperatura altuko labeen, tenperatura altuko material erregogorren eta ekipamendu kimikoen alorretan.
Gainera, silizio karburo birkristalizatuak eroankortasun termiko handia du eta beroa modu eraginkorrean eroan dezake, eta horrek aplikazio balio garrantzitsua du.MOCVD erreaktoreaketa bero tratamendurako ekipoak erdieroaleen obleen fabrikazioan. Bere eroankortasun termiko altuak eta shock termikoaren erresistentzia ekipamenduaren funtzionamendu fidagarria bermatzen dute muturreko baldintzetan.
3. Rekristalizatutako silizio karburoko zeramika aplikazio-eremuak
Erdieroaleen fabrikazioa: Erdieroaleen industrian, silizio karburozko birkristalizatutako zeramika erabiltzen da MOCVD erreaktoreetan substratuak eta euskarriak fabrikatzeko. Tenperatura handiko erresistentzia, korrosioarekiko erresistentzia eta eroankortasun termiko handia direla eta, RSiC materialek erreakzio kimiko konplexuen inguruneetan errendimendu egonkorra mantendu dezakete, erdieroaleen obleen kalitatea eta etekina bermatuz.
Industria fotovoltaikoa: industria fotovoltaikoan, RSiC kristal hazteko ekipoen euskarri egitura fabrikatzeko erabiltzen da. Zelula fotovoltaikoen fabrikazio-prozesuan kristalen hazkuntza tenperatura altuan egin behar denez, silizio karburo birkristalizatuaren bero-erresistentzia ekipamenduaren epe luzerako funtzionamendu egonkorra bermatzen du.
Tenperatura altuko labeak: RSiC zeramika oso erabilia da tenperatura altuko labeetan, hala nola hutseko labeen, urtze-labeen eta beste ekipo batzuen estaldurak eta osagaiak. Bere shock termikoaren erresistentzia eta oxidazio erresistentzia tenperatura altuko industrietan ordezkaezin den materialetako bat bihurtzen dute.
4. Silizio karburozko zeramika birkristalizatuen ikerketaren norabidea
Errendimendu handiko materialen eskaera gero eta handiagoa dela eta, silizio karburo birkristalizatuaren zeramikazko ikerketaren norabidea argi geratu da pixkanaka. Etorkizuneko ikerketak alderdi hauetan oinarrituko dira:
Materialaren garbitasuna hobetzea: eremu erdieroaleetan eta fotovoltaikoetan purutasun-eskakizun handiagoak betetzeko, ikertzaileak RSiC-aren purutasuna hobetzeko bideak aztertzen ari dira, lurrun-deposizioaren teknologia hobetuz edo lehengai berriak sartuz, eta horrela bere aplikazio-balioa areagotuz teknologia handiko eremu hauetan. .
Mikroegitura optimizatzea: sinterizazio-baldintzak eta hauts partikulen banaketa kontrolatuz, silizio karburo birkristalizatuaren mikroegitura gehiago optimizatu daiteke, eta horrela bere propietate mekanikoak eta kolpe termikoaren erresistentzia hobetu daitezke.
Material konposatu funtzionalak: erabilera-ingurune konplexuagoetara egokitzeko, ikertzaileak RSiC beste material batzuekin konbinatzen saiatzen ari dira, funtzio anitzeko propietateak dituzten material konposatuak garatzeko, hala nola, higadura erresistentzia eta eroankortasun elektriko handiagoa duten silizio karburoan oinarritutako material konposatu birkristalizatuak.
5. Ondorioa
Errendimendu handiko material gisa, silizio karburo birkristalizatutako zeramika oso erabilia izan da alor askotan, tenperatura altuko, oxidazioarekiko eta korrosioarekiko erresistentzia duten propietate bikainak direla eta. Etorkizuneko ikerketak materialaren garbitasuna hobetzera, mikroegitura optimizatzera eta material konposatu funtzionalak garatzera bideratuko dira, hazten ari diren industria beharrei erantzuteko. Berrikuntza teknologiko hauen bidez, silizio karburo birkristalizatutako zeramikek protagonismo handiagoa izango dutela aurreikusten da goi-mailako teknologia-esparruetan.
Argitalpenaren ordua: 2024-10-24