Ke noi a me ka holomua noiʻi o ka uhi SiC i ka carbon/carbon thermal field material for monocrystalline silicon-2

1 Ka noiʻi a me ka holomua noiʻi ʻana o ka uhi ʻana o ka carbide silika i nā mea kanu wela

1.1 Ka holomua noiʻi a me ka noiʻi ʻana i ka hoʻomākaukau crucible

I loko o ke kahua wela aniani hoʻokahi, kakalapona/carbon cruciblehoʻohana nui ʻia ma ke ʻano he moku lawe no nā mea silika a pili pū me kakīʻaha quartz, e like me ka mea i hoikeia ma ke Kii 2. ʻO ka mahana hana o ka carbon/carbon crucible ma kahi o 1450℃, ka mea i hoʻokuʻu ʻia i ka ʻānai pālua o ka silikoni paʻa (silicon dioxide) a me ka mahu silika, a ma hope o ka lilo ʻana o ke kīʻaha i ʻeleʻele a i ʻole ka māwae apo, e hopena ai i ka hāʻule ʻana o ka pahu.

Ua hoʻomākaukau ʻia kahi pahu kalapona/carbon composite crucible i hoʻopaʻa ʻia e ke kaʻina hoʻoheheʻe kemika a me ka hopena in-situ. Ua haku ʻia ka mea hoʻohuihui me ka uhi ʻana o ka carbide silicon (100~300μm), ka uhi silika (10~20μm) a me ka uhi nitride silika (50~100μm), hiki ke pale pono i ka ʻino ʻana o ka mahu silika ma ka ʻili o loko o ka pahu kalapona/carbon composite crucible. I ke kaʻina hana, ʻo ka nalowale o ka composite coated carbon/carbon composite crucible he 0.04 mm no ka umu, a hiki i ke ola lawelawe ke hiki i 180 manawa umu.

Ua hoʻohana ka poʻe noiʻi i ke ʻano hoʻololi kemika no ka hoʻohua ʻana i ka uhi ʻana o ka silicon carbide ma luna o ka ʻili o ka carbon/carbon composite crucible ma lalo o kekahi mau kūlana wela a me ka pale ʻana o ke kinoea lawe lawe, me ka hoʻohana ʻana i ka silicon dioxide a me ka metala silicon ma ke ʻano he mea maka i loko o kahi sintering wela kiʻekiʻe. kapuahi. Hōʻike nā hopena i ka hoʻomaʻamaʻa ʻana i ka wela kiʻekiʻe ʻaʻole wale ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka maʻemaʻe a me ka ikaika o ka uhi sic, akā hoʻomaikaʻi nui hoʻi i ka pale ʻana o ka ʻili o ka ʻili o ka carbon/carbon composite, a pale i ka corrosion o ka ʻili o ka crucible e SiO vapor a me nā ʻātoma oxygen maʻemaʻe i loko o ke kapuahi silikona monocrystal. Hoʻonui ʻia ke ola lawelawe o ka crucible e 20% i hoʻohālikelike ʻia me ka crucible me ka ʻole o ka uhi ʻana.

1.2 Ka holomua noiʻi a me ka noiʻi ʻana i ka paipu alakaʻi kahe

Aia ka pahu alakaʻi ma luna o ka crucible (e like me ka hōʻike ʻana ma ke Kiʻi 1). I ke kaʻina hana o ke aniani huki, ʻo ka ʻokoʻa wela ma waena o loko a me waho o ke kula he nui, ʻoi aku ka nui o ka ʻili lalo e pili kokoke ana i ka mea hoʻoheheʻe silika, ʻo ka wela ke kiʻekiʻe loa, a ʻo ka corrosion e ka mahu silicon ka mea koʻikoʻi loa.

Ua hana nā mea noiʻi i kahi kaʻina hana maʻalahi a me ke kūpaʻa ʻana o ka paipu alakaʻi i ka pale anti-oxidation a me ke ʻano hoʻomākaukau. ʻO ka mua, ua hoʻoulu ʻia kahi ʻāpana o ka ʻūhi silika carbide ma kahi o ka matrix o ka paipu alakaʻi, a laila ua hoʻomākaukau ʻia kahi ʻāpana o waho silikon carbide, no laila ua hoʻokumu ʻia kahi papa hoʻololi SiCw ma waena o ka matrix a me ka ʻili o ka ʻili. , e like me ka hoike ana ma ke Kii 3. Aia ka heluna o ka hoonui wela ma waena o ka matrix a me ka carbide silicon. Hiki iā ia ke hōʻemi maikaʻi i ke koʻikoʻi wela i hoʻokumu ʻia e ka like ʻole o ka coefficient hoʻonui wela.

Hōʻike ka hōʻike ʻana me ka hoʻonui ʻana o ka ʻike SiCw, e emi ana ka nui a me ka helu o nā māwae i ka uhi. Ma hope o 10h oxidation ma 1100℃ʻO ka ea, ka nui o ka pohō kaumaha o ka hāpana hoʻopili he 0.87% ~ 8.87% wale nō, a ua hoʻomaikaʻi maikaʻi ʻia ka pale ʻana o ka oxidation a me ke kūpaʻa haʻalulu o ka silicon carbide coating. Hoʻopau mau ʻia ke kaʻina hana hoʻomākaukau holoʻokoʻa e ka hoʻoheheʻe ʻana i ka mahu, ka hoʻomākaukau ʻana o ka silicon carbide coating i maʻalahi loa, a hoʻoikaika ʻia ka hana piha o ka nozzle holoʻokoʻa.

Ua noi nā mea noiʻi i ke ʻano o ka hoʻoikaika ʻana i ka matrix a me ka uhi ʻana i ka ʻili o ka paipu alakaʻi graphite no czohr monocrystal silicon. ʻO ka slurry silicon carbide i loaʻa i hoʻopaʻa ʻia ma ka ʻili o ka paipu alakaʻi graphite me ka mānoanoa o 30 ~ 50.μm e ka pulupulu a i ʻole ke ʻano o ka uhi ʻana, a laila waiho ʻia i loko o kahi umu wela wela no ka hopena in-situ, ʻo 1850 ~ 2300 ka wela o ka hopena.℃, a he 2~6h ka malama ana i ka wela. Hiki ke hoʻohana ʻia ka ʻaoʻao waho SiC i loko o kahi 24 in (60.96 cm) hoʻokahi kapuahi ulu kristal, a ʻo 1500 ka mahana hoʻohana.℃, a 'ike 'ia 'a'ohe māhā a hā'ule pauka ma ka ili o ka pahu alaka'i graphite ma hope o 1500h.

1.3 Ka noiʻi a me ka holomua noiʻi ma ka insulation cylinder

E like me kekahi o nā mea koʻikoʻi o ka monocrystalline silicon thermal field system, ua hoʻohana nui ʻia ka insulation cylinder e hōʻemi i ka nalowale o ka wela a me ka mālama ʻana i ka gradient wela o ke kahua wela. Ma ke ʻano he ʻāpana kākoʻo o ka ʻāpana hoʻokaʻawale o ka paia i loko o ka umu aniani hoʻokahi, ʻoi aku ka ʻino o ka mahu silicon i ka hāʻule ʻana a me ka haki ʻana o ka huahana, a hiki i ka hopena o ka huahana.

I mea e hoʻomaikaʻi hou ai i ke kūʻē ʻana o ka mahu kino kino o ka C/C-sic composite insulation tube, ua hoʻokomo ka poʻe noiʻi i nā huahana insulation tube C/C-sic i hoʻomākaukau ʻia i loko o ka umu hoʻoheheʻe kemika, a hoʻomākaukau i ka uhi ʻana o ka silicon carbide ma luna o ka. ili o ka C/C-sic composite insulation tube huahana ma ke kaʻina hoʻoheheʻe mahu. Hōʻike nā hopena, hiki i ke kaʻina hana ke kāohi i ka corrosion o ke kalapona kalapona ma ke kumu o ka C / C-sic composite e ka mahu silika, a ua hoʻonui ʻia ke kūpaʻa ʻana o ka mahu silika e 5 a 10 mau manawa i hoʻohālikelike ʻia me ka carbon / carbon composite, a ua hoʻomaikaʻi maikaʻi ʻia ke ola lawelawe o ka insulation cylinder a me ka palekana o ke kahua wela.

2.Ka hopena a me ka manaʻo

ʻO ka uhi kalapona silikaʻoi aku ka nui o ka hoʻohana ʻana i ka carbon/carbon thermal field material no ka maikaʻi o ke kūpaʻa oxidation ma ke kiʻekiʻe wela. Me ka hoʻonui ʻana o ka nui o ke kalapona/carbon thermal field material i hoʻohana ʻia i ka hana silikon monocrystalline, pehea e hoʻomaikaʻi ai i ka like ʻole o ka carbide silicon coating ma ka ʻili o nā mea wela a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ke ola lawelawe o nā kumulāʻau lāʻau carbon/carbon thermal field ua lilo i pilikia koʻikoʻi. e hooponoponoia.

Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, me ka hoʻomohala ʻana o ka ʻoihana silika monocrystalline, ke piʻi nui nei ka noi no ka carbon carbon / carbon thermal field material kiʻekiʻe, a ua ulu pū ʻia nā SiC nanofibers ma nā ʻāpana kalapona kūloko i ka wā o ka hopena. ʻO ka nui o ka ablation a me ka linear ablation rate o C/ C-ZRC a me C/ C-sic ZrC composites i hoʻomākaukau ʻia e nā hoʻokolohua -0.32 mg/s a me 2.57μm/s, kēlā me kēia. ʻO ka nui a me ka laina ablation rate o C/ C-sic -ZrC composites he -0.24mg/s a me 1.66μm/s, kēlā me kēia. ʻO ka C/ C-ZRC composites me SiC nanofibers i ʻoi aku ka maikaʻi o nā waiwai ablative. Ma hope aku, e aʻo ʻia nā hopena o nā kumu kalapona like ʻole i ka ulu ʻana o SiC nanofibers a me ke ʻano o ka SiC nanofibers e hoʻoikaika ana i nā waiwai ablative o C / C-ZRC composites.

Ua hoʻomākaukau ʻia kahi pahu kalapona/carbon composite crucible i hoʻopaʻa ʻia e ke kaʻina hoʻoheheʻe kemika a me ka hopena in-situ. Ua haku ʻia ka mea hoʻohuihui me ka uhi ʻana o ka carbide silicon (100~300μm), ka uhi silika (10~20μm) a me ka uhi nitride silika (50~100μm), hiki ke pale pono i ka ʻino ʻana o ka mahu silika ma ka ʻili o loko o ka pahu kalapona/carbon composite crucible. I ke kaʻina hana, ʻo ka nalowale o ka composite coated carbon/carbon composite crucible he 0.04 mm no ka umu, a hiki i ke ola lawelawe ke hiki i 180 manawa umu.