1 Piikarbidipinnoitteen soveltaminen ja tutkimusprosessi hiili/hiililämpökenttämateriaaleissa
1.1 Upokkaan valmistuksen soveltaminen ja tutkimuksen edistyminen
Yksikidelämpökentässä,hiili/hiiliupokaskäytetään pääasiassa piimateriaalin kuljetusastiana ja se on kosketuksissakvartsi upokas, kuten kuvassa 2. Hiili/hiiliupokkaan käyttölämpötila on noin 1450 ℃, joka altistuu kiinteän piin (piidioksidin) ja piihöyryn kaksoiseroosiolle ja lopuksi upokas ohenee tai siinä on rengashalkeama , mikä johtaa upokkaan epäonnistumiseen.
Komposiittipäällysteinen hiili/hiili-komposiittiupokas valmistettiin kemiallisella höyrynläpäisyprosessilla ja in situ -reaktiolla. Komposiittipinnoite koostui piikarbidipinnoitteesta (100–300 μm), piipinnoitteesta (10–20 μm) ja piinitridipinnoitteesta (50–100 μm), jotka pystyivät tehokkaasti estämään piihöyryn korroosiota hiili/hiili-komposiitin sisäpinnalla. upokas. Valmistusprosessissa komposiittipinnoitetun hiili/hiilikomposiittiupokkaan häviö on 0,04 mm uunia kohti ja käyttöikä voi olla 180 uunikertaa.
Tutkijat käyttivät kemiallista reaktiomenetelmää yhtenäisen piikarbidipinnoitteen luomiseksi hiili/hiili-komposiittiupokkaan pinnalle tietyissä lämpötilaolosuhteissa ja kantokaasun suojauksessa käyttämällä piidioksidia ja piimetallia raaka-aineina korkean lämpötilan sintrauksessa. uuniin. Tulokset osoittavat, että korkean lämpötilan käsittely ei ainoastaan paranna sic-pinnoitteen puhtautta ja lujuutta, vaan myös parantaa huomattavasti hiili/hiili-komposiitin pinnan kulutuskestävyyttä ja estää upokkaan pinnan korroosiota SiO-höyryn vaikutuksesta. ja haihtuvia happiatomeja yksikiteisessä piiuunissa. Upokkaan käyttöikä on pidempi 20 % verrattuna upokkaan ilman silkkipinnoitetta.
1.2 Virtausohjausputken soveltaminen ja tutkimus
Ohjaussylinteri sijaitsee upokkaan yläpuolella (kuten kuvassa 1). Kiteenvetoprosessissa lämpötilaero kentän sisällä ja ulkopuolella on suuri, erityisesti pohjapinta on lähinnä sulaa piimateriaalia, lämpötila on korkein ja piihöyryn aiheuttama korroosio on vakavin.
Tutkijat keksivät yksinkertaisen prosessin ja hyvän hapettumisenkestävyyden ohjausputken hapettumista estävälle pinnoitteelle ja valmistusmenetelmälle. Ensin ohjainputken matriisin päälle kasvatettiin in situ kerros piikarbidia ja sitten valmistettiin tiheä piikarbidin ulkokerros siten, että matriisin ja tiheän piikarbidin pintakerroksen väliin muodostui SiCw-siirtymäkerros. , kuten kuvassa 3. Lämpölaajenemiskerroin oli matriisin ja piikarbidin välillä. Se voi tehokkaasti vähentää lämpölaajenemiskertoimen yhteensopimattomuuden aiheuttamaa lämpörasitusta.
Analyysi osoittaa, että SiCw-pitoisuuden kasvaessa pinnoitteen halkeamien koko ja lukumäärä pienenevät. 10 tunnin hapettumisen jälkeen 1100 ℃ ilmassa pinnoitenäytteen painohäviö on vain 0,87% ~ 8,87%, ja piikarbidipinnoitteen hapettumisenkestävyys ja lämpöiskun kestävyys paranevat huomattavasti. Koko valmistusprosessi saatetaan päätökseen jatkuvasti kemiallisella höyrypinnoituksella, piikarbidipinnoitteen valmistus yksinkertaistuu huomattavasti ja koko suuttimen kattava suorituskyky vahvistuu.
Tutkijat ehdottivat menetelmää matriisin vahvistamiseksi ja grafiittiohjausputken pinnan päällystämiseksi czohr-monokiteiselle piille. Saatu piikarbidiliete päällystettiin tasaisesti grafiittiohjausputken pinnalle pinnoitteen paksuudella 30-50 μm sivellinpäällystys- tai ruiskupinnoitusmenetelmällä ja asetettiin sitten korkean lämpötilan uuniin in situ -reaktiota varten, reaktiolämpötila oli 1850-2300 ℃, ja lämmön säilyvyys oli 2-6 tuntia. SiC-ulkokerrosta voidaan käyttää 24 tuuman (60,96 cm) yksikidekasvatusuunissa ja käyttölämpötila on 1500 ℃, ja todetaan, että grafiittiohjainsylinterin pinnalla ei ole halkeilua ja putoavaa jauhetta 1500 tunnin kuluttua. .
1.3 Eristyssylintereiden sovellus- ja tutkimusprosessi
Yksikiteisen piin lämpökenttäjärjestelmän yhtenä avainkomponenttina eristyssylinteriä käytetään pääasiassa vähentämään lämpöhäviöitä ja säätämään lämpökenttäympäristön lämpötilagradienttia. Yksikideuunin sisäseinän eristekerroksen tukiosana piihöyrykorroosio johtaa kuonan putoamiseen ja tuotteen halkeilemiseen, mikä johtaa lopulta tuotteen rikkoutumiseen.
Parantaakseen edelleen C/C-sic-komposiittieristysputken piihöyryn korroosionkestävyyttä tutkijat laittoivat valmistetut C/C-sic-komposiittieristysputkituotteet kemialliseen höyryreaktiouuniin ja valmistivat tiheän piikarbidipinnoitteen C/C-sic-komposiittieristysputkituotteiden pinta kemiallisella höyrypinnoitusprosessilla. Tulokset osoittavat, että Prosessi voi tehokkaasti estää hiilikuidun korroosiota C/C-sic-komposiitin ytimessä piihöyryn vaikutuksesta, ja piihöyryn korroosionkestävyys kasvaa 5-10 kertaa hiili/hiili-komposiittiin verrattuna, ja eristyssylinterin käyttöikä ja lämpökenttäympäristön turvallisuus paranevat huomattavasti.
2. Päätelmä ja tulevaisuus
PiikarbidipinnoiteSitä käytetään yhä laajemmin hiili/hiililämpökenttämateriaaleissa, koska se kestää erinomaisen hapettumisen korkeissa lämpötiloissa. Monokiteisen piin tuotannossa käytettävien hiili/hiililämpökenttämateriaalien koon kasvaessa on tullut kiireellinen ongelma, kuinka parantaa piikarbidipinnoitteen tasaisuutta lämpökenttämateriaalien pinnalla ja parantaa hiili/hiililämpökenttämateriaalien käyttöikää. ratkaistavaksi.
Toisaalta monokiteisen piiteollisuuden kehittyessä myös erittäin puhtaiden hiili/hiililämpökenttämateriaalien kysyntä kasvaa ja SiC-nanokuituja kasvatetaan myös sisäisillä hiilikuiduilla reaktion aikana. Kokeilla valmistettujen C/C-ZRC- ja C/C-sic ZrC -komposiittien massaablaatio- ja lineaarinen ablaationopeudet ovat -0,32 mg/s ja 2,57 μm/s, vastaavasti. C/C-sic -ZrC -komposiittien massa- ja linja-ablaationopeudet ovat -0,24 mg/s ja 1,66 μm/s, vastaavasti. C/C-ZRC-komposiiteilla, joissa on piikarbidin nanokuituja, on paremmat ablatiiviset ominaisuudet. Myöhemmin tutkitaan eri hiililähteiden vaikutuksia SiC-nanokuitujen kasvuun ja C/C-ZRC-komposiittien ablatiivisia ominaisuuksia vahvistavien SiC-nanokuitujen mekanismia.
Komposiittipäällysteinen hiili/hiili-komposiittiupokas valmistettiin kemiallisella höyrynläpäisyprosessilla ja in situ -reaktiolla. Komposiittipinnoite koostui piikarbidipinnoitteesta (100–300 μm), piipinnoitteesta (10–20 μm) ja piinitridipinnoitteesta (50–100 μm), jotka pystyivät tehokkaasti estämään piihöyryn korroosiota hiili/hiili-komposiitin sisäpinnalla. upokas. Valmistusprosessissa komposiittipinnoitetun hiili/hiilikomposiittiupokkaan häviö on 0,04 mm uunia kohti ja käyttöikä voi olla 180 uunikertaa.
Postitusaika: 22.2.2024