Feidhmiú agus dul chun cinn taighde ar bhratú SiC in ábhair réimse teirmeach carbóin/carbóin le haghaidh sileacain mhonacriostalach-2

1 Feidhmiú agus dul chun cinn taighde ar bhratú cairbíde sileacain in ábhair réimse teirmeach carbóin/carbóin

1.1 Feidhmiú agus dul chun cinn taighde in ullmhú breogán

Sa réimse teirmeach criostail aonair, tá anbreogán carbóin/carbóina úsáidtear go príomha mar soitheach iompair le haghaidh ábhar sileacain agus tá sé i dteagmháil leis anbreogán Grianchloch, mar a thaispeántar i bhFíor 2. Tá teocht oibre an bhreogán carbóin/carbóin thart ar 1450 ℃, atá faoi réir creimeadh dúbailte sileacain soladach (dé-ocsaíd sileacain) agus gal sileacain, agus ar deireadh éiríonn an breogán tanaí nó tá crack fáinne aige. , agus cliseadh an breogán mar thoradh air.

Ullmhaíodh breogán ilchodach brataithe carbóin/carbóin trí phróiseas tréscaoilte ceimiceach gaile agus imoibriú in-situ. Bhí an sciath ilchodach comhdhéanta de sciath chomhdhúile sileacain (100 ~ 300 μm), sciath sileacain (10 ~ 20μm) agus sciath nítríde sileacain (50 ~ 100μm), rud a d'fhéadfadh cosc ​​a chur go héifeachtach ar chreimeadh gal sileacain ar dhromchla istigh carbóin / ilchodach carbóin. breogán. Sa phróiseas táirgthe, is é 0.04 mm in aghaidh na foirnéise caillteanas an bhreogán ilchodach ilchodach carbóin brataithe / carbóin, agus is féidir le saol na seirbhíse 180 uair foirnéise a bhaint amach.

Bhain na taighdeoirí úsáid as modh imoibrithe ceimiceach chun sciath chomhdhúile sileacain aonfhoirmeach a ghiniúint ar dhromchla an bhreogán ilchodach carbóin / carbóin faoi choinníollacha teochta áirithe agus chun gás iompróra a chosaint, ag baint úsáide as dé-ocsaíd sileacain agus miotail sileacain mar amhábhair i shintéiriú ardteochta. foirnéis. Léiríonn na torthaí go bhfeabhsaíonn an chóireáil teocht ard ní hamháin íonacht agus neart an sciath sic, ach freisin go bhfeabhsaítear friotaíocht caitheamh dhromchla an chomhdhéanta carbóin / carbóin go mór, agus cuireann sé cosc ​​ar chreimeadh dromchla an bhreogán le gal SiO. agus adaimh ocsaigine so-ghalaithe sa foirnéis sileacain mhonacrystal. Méadaítear saol seirbhíse an bhreogán 20% i gcomparáid le saol seirbhíse an bhreogán gan sciath sic.

1.2 Feidhmiú agus dul chun cinn taighde i bhfeadán treorach sreafa

Tá an sorcóir treorach suite os cionn an bhreogán (mar a thaispeántar i bhFíor 1). Sa phróiseas tarraingt criostail, tá an difríocht teochta idir an taobh istigh agus lasmuigh den réimse mór, go háirithe an dromchla bun is gaire don ábhar sileacain leáite, is é an teocht is airde, agus is é an creimeadh ag gal sileacain an ceann is tromchúisí.

Chruthaigh na taighdeoirí próiseas simplí agus friotaíocht maith ocsaídiúcháin ar an modh sciath agus ullmhúcháin frith-ocsaídiúcháin feadán treorach. Gcéad dul síos, d'fhás ciseal fuisce chomhdhúile sileacain in-situ ar mhaitrís an fheadáin treorach, agus ansin ullmhaíodh ciseal dlúth cairbíde sileacain, ionas go foirmíodh ciseal trasdula SiCw idir an maitrís agus an ciseal dlúth dromchla chomhdhúile sileacain. , mar a thaispeántar i bhFíor 3. Bhí an comhéifeacht leathnú teirmeach idir an maitrís agus chomhdhúile sileacain. Féadann sé an strus teirmeach a laghdú go héifeachtach de bharr neamhréir chomhéifeacht leathnú teirmeach.

Léiríonn an anailís, le méadú ar ábhar SiCw, go laghdaítear méid agus líon na scoilteanna sa sciath. Tar éis ocsaídiú 10h in aer 1100 ℃, níl ach 0.87% ~ 8.87% ar ráta meáchain caillteanas an tsampla sciath, agus tá friotaíocht ocsaídiúcháin agus friotaíocht turraing teirmeach an sciath chomhdhúile sileacain feabhsaithe go mór. Críochnaítear an próiseas ullmhúcháin ar fad go leanúnach trí thaisceadh gaile ceimiceach, déantar ullmhú sciath chomhdhúile sileacain a shimpliú go mór, agus déantar feidhmíocht chuimsitheach an nozzle iomlán a neartú.

Mhol na taighdeoirí modh neartú maitrís agus sciath dromchla feadán treorach graifíte le haghaidh sileacain aonchriostal czohr. Bhí an sciodar chomhdhúile sileacain a fhaightear brataithe go haonfhoirmeach ar dhromchla an fheadáin treorach graifíte le tiús sciath 30 ~ 50 μm trí sciath scuab nó modh sciath spraeála, agus ansin é a chur i bhfoirnéis ardteochta le haghaidh imoibriú in-situ, an teocht imoibrithe. Ba é 1850 ~ 2300 ℃, agus ba é an caomhnú teasa 2 ~ 6h. Is féidir an ciseal seachtrach SiC a úsáid i bhfoirnéis fás criostail aonair 24 in (60.96 cm), agus is é 1500 ℃ an teocht úsáide, agus faightear amach nach bhfuil aon scáineadh agus púdar ag titim ar dhromchla an sorcóir treorach graifít tar éis 1500h. .

1.3 Iarratas agus dul chun cinn taighde i sorcóir inslithe

Mar cheann de phríomhchodanna an chórais réimse teirmeach sileacain monocrystalline, úsáidtear an sorcóir inslithe go príomha chun caillteanas teasa a laghdú agus grádán teocht an chomhshaoil ​​réimse teirmeach a rialú. Mar chuid tacaíochta den chiseal inslithe balla istigh den fhoirnéis chriostail aonair, bíonn titim slaig agus scoilteadh an táirge mar thoradh ar chreimeadh gal sileacain, rud a fhágann teip ar an táirge ar deireadh.

D'fhonn friotaíocht creimeadh gaile sileacain an fheadáin inslithe C/C-sic a fheabhsú tuilleadh, chuir na taighdeoirí na táirgí feadáin inslithe ilchodacha C/C-sic ullmhaithe isteach sa foirnéis imoibrithe gaile ceimiceach, agus d'ullmhaigh siad sciath dlúth chomhdhúile sileacain ar an. dromchla na dtáirgí feadáin inslithe ilchodacha C/C-sic trí phróiseas sil-leagan ceimiceach gaile. Léiríonn na torthaí, Is féidir leis an bpróiseas cosc ​​a chur go héifeachtach ar chreimeadh snáithín carbóin ar chroílár C / C-sic ilchodach trí ghal sileacain, agus déantar friotaíocht creimeadh gal sileacain a mhéadú 5 go 10 uair i gcomparáid le ilchodach carbóin / carbóin, agus tá saol seirbhíse an sorcóra inslithe agus sábháilteacht an chomhshaoil ​​réimse teirmeach feabhsaithe go mór.

2.Conclusion agus ionchas

Sciath chomhdhúile sileacainúsáidtear níos mó agus níos forleithne in ábhair réimse teirmeach carbóin/carbóin mar gheall ar a fhriotaíocht ocsaídiúcháin den scoth ag teocht ard. Le méadú ar mhéid na n-ábhar réimse teirmeach carbóin/carbóin a úsáidtear i dtáirgeadh sileacain mhonacriostalach, tá fadhb phráinneach ann anois conas aonfhoirmeacht sciath chomhdhúile sileacain ar dhromchla ábhar réimse teirmeach a fheabhsú agus saol seirbhíse na n-ábhar réimse teirmeach carbóin / carbóin a fheabhsú. a réiteach.

Ar an láimh eile, le forbairt an tionscail sileacain mhonacrystalline, tá an t-éileamh ar ábhair réimse teirmeach carbóin / carbóin ard-íonachta ag méadú freisin, agus fástar nanofiber SiC freisin ar na snáithíní carbóin inmheánacha le linn an imoibrithe. Is iad na rátaí mais-ablation agus díláithrithe líneacha de chomhábhair C/C-ZRC agus C/C-sic ZrC a ullmhaíodh i dturgnaimh ná -0.32 mg/s agus 2.57 μm/s, faoi seach. Is iad na rátaí mais agus díláithrithe líne de chomhábhair C/ C-sic -ZrC ná -0.24mg/s agus 1.66 μm/s, faoi seach. Tá airíonna ablaiteacha níos fearr ag na comhchodanna C/ C-ZRC a bhfuil nanoibéirí SiC acu. Níos déanaí, déanfar staidéar ar éifeachtaí foinsí éagsúla carbóin ar fhás nana-nofibrí SiC agus ar mheicníocht nana-nofibrí SiC a threisíonn airíonna ablative comhdhúile C/C-ZRC.

Ullmhaíodh breogán ilchodach brataithe carbóin/carbóin trí phróiseas tréscaoilte ceimiceach gaile agus imoibriú in-situ. Bhí an sciath ilchodach comhdhéanta de sciath chomhdhúile sileacain (100 ~ 300 μm), sciath sileacain (10 ~ 20μm) agus sciath nítríde sileacain (50 ~ 100μm), rud a d'fhéadfadh cosc ​​a chur go héifeachtach ar chreimeadh gal sileacain ar dhromchla istigh carbóin / ilchodach carbóin. breogán. Sa phróiseas táirgthe, is é 0.04 mm in aghaidh na foirnéise caillteanas an bhreogán ilchodach ilchodach carbóin brataithe / carbóin, agus is féidir le saol na seirbhíse 180 uair foirnéise a bhaint amach.