Aplikasyon ak pwogrè rechèch nan kouch SiC nan materyèl jaden tèmik kabòn / kabòn pou monokristalin Silisyòm-2

1 Aplikasyon ak pwogrè rechèch nan kouch carbure Silisyòm nan materyèl kabòn / kabòn tèmik jaden

1.1 Pwogrè aplikasyon ak rechèch nan preparasyon kreze

Nan jaden an tèmik kristal sèl, lakreze kabòn/kabònse sitou itilize kòm yon veso pote pou materyèl Silisyòm epi li an kontak ak lakwatz kreze, jan yo montre nan Figi 2. Tanperati k ap travay nan creuze kabòn/kabòn se apeprè 1450.℃, ki sibi ewozyon an doub nan Silisyòm solid (diyoksid Silisyòm) ak vapè Silisyòm, epi finalman crucible a vin mens oswa gen yon krak bag, sa ki lakòz echèk nan crucible a.

Yo te prepare yon kreze konpoze kouch kabòn / kabòn pa pwosesis permeation vapè chimik ak reyaksyon in-situ. Kouch konpoze an te konpoze de kouch carbure Silisyòm (100 ~ 300μm), Silisyòm kouch (10 ~ 20μm) ak kouch nitrure Silisyòm (50 ~ 100μm), ki ta ka efektivman anpeche korozyon nan vapè Silisyòm sou sifas enteryè a nan kreze kabòn / kabòn konpoze. Nan pwosesis pwodiksyon an, pèt la nan kreze konpoze kabòn / kabòn konpoze kouvwi se 0.04 mm pou chak gwo founo dife, ak lavi sèvis la ka rive jwenn 180 fwa gwo founo dife.

Chèchè yo te itilize yon metòd reyaksyon chimik pou jenere yon kouch inifòm carbure Silisyòm sou sifas creuze kabòn/kabòn konpoze nan sèten kondisyon tanperati ak pwoteksyon gaz konpayi asirans, lè l sèvi avèk diyoksid Silisyòm ak metal Silisyòm kòm matyè premyè nan yon SINTERING wo-tanperati. founo. Rezilta yo montre ke tretman an tanperati ki wo pa sèlman amelyore pite a ak fòs nan kouch nan sic, men tou, anpil amelyore rezistans nan mete nan sifas la nan konpoze an kabòn / kabòn, ak anpeche korozyon nan sifas la nan kreze a pa vapè SiO. ak atòm oksijèn temèt nan gwo founo Silisyòm monokristal la. Lavi sèvis nan crucible a ogmante pa 20% konpare ak sa yo ki nan crucible a san yo pa kouch sic.

1.2 Pwogrè aplikasyon ak rechèch nan tib gid koule

Silenn gid la sitiye anlè creuze a (jan yo montre nan Figi 1). Nan pwosesis la nan rale kristal, diferans lan tanperati ant andedan ak deyò jaden an se gwo, espesyalman sifas anba a se pi pre materyèl la Silisyòm fonn, tanperati a se pi wo a, ak korozyon nan vapè Silisyòm se pi grav la.

Chèchè yo envante yon pwosesis senp ak bon rezistans oksidasyon nan tib gid anti-oksidasyon kouch ak metòd preparasyon. Premyèman, yon kouch moustach carbure Silisyòm te grandi in-situ sou matris la nan tib gid la, ak Lè sa a, yo te prepare yon kouch ekstèn carbure silikon dans, se konsa ke yon kouch tranzisyon SiCw te fòme ant matris la ak kouch sifas la carbure dans. , jan yo montre nan Figi 3. Koyefisyan ekspansyon tèmik la te ant matris la ak carbure Silisyòm. Li ka efektivman redwi estrès tèmik ki te koze pa dezakò nan koyefisyan ekspansyon tèmik.

Analiz la montre ke ak ogmantasyon nan kontni SiCw, gwosè a ak kantite fant nan kouch la diminye. Apre 10h oksidasyon nan 1100℃lè, pousantaj pèdi pwa echantiyon kouch la se sèlman 0.87% ~ 8.87%, ak rezistans nan oksidasyon ak rezistans chòk tèmik nan kouch carbure Silisyòm yo anpil amelyore. Pwosesis preparasyon an antye ranpli kontinyèlman pa depo chimik vapè, preparasyon an nan kouch carbure Silisyòm se anpil senplifye, ak pèfòmans konplè nan bouch la antye ranfòse.

Chèchè yo te pwopoze yon metòd pou ranfòse matris ak sifas kouch nan tib gid grafit pou Silisyòm monokristal czohr. Sispansyon carbure Silisyòm yo te jwenn yo te kouvri nèt sou sifas tib gid grafit la ak yon epesè kouch 30 ~ 50.μm pa bwòs kouch oswa metòd kouch espre, ak Lè sa a, mete yo nan yon gwo founo dife tanperati pou reyaksyon in-situ, tanperati reyaksyon an te 1850 ~ 2300℃, ak prezèvasyon chalè a te 2 ~ 6h. Ouch ekstèn SiC a ka itilize nan yon gwo founo kwasans kristal sèl 24 pous (60.96 cm), ak tanperati itilize a se 1500.℃, epi li jwenn ke pa gen okenn fann ak tonbe poud sou sifas la nan silenn gid grafit la apre 1500h.

1.3 Aplikasyon ak rechèch pwogrè nan silenn izolasyon

Kòm youn nan eleman kle yo nan sistèm nan monokristalin Silisyòm tèmik jaden, se silenn nan izolasyon sitou itilize diminye pèt chalè ak kontwole gradyan tanperati a nan anviwònman an tèmik jaden. Kòm yon pati sipò nan kouch izolasyon miray enteryè a nan yon sèl gwo founo kristal, korozyon vapè Silisyòm mennen nan jete salop ak fann nan pwodwi a, ki evantyèlman mennen nan echèk pwodwi.

Yo nan lòd yo amelyore plis rezistans korozyon vapè Silisyòm nan tib izolasyon konpoze C/C-sic, chèchè yo mete pwodui tib izolasyon konpoze C/C-sic yo prepare nan founo reyaksyon vapè chimik la, epi prepare kouch carbure Silisyòm dans sou la. sifas pwodwi tib izolasyon C/C-sic konpoze pa pwosesis depo chimik vapè. Rezilta yo montre ke, Pwosesis la ka efektivman anpeche korozyon nan fib kabòn sou nwayo a nan C / C-sic konpoze pa vapè Silisyòm, ak rezistans nan korozyon nan vapè Silisyòm ogmante pa 5 a 10 fwa konpare ak kabòn / kabòn konpoze, ak lavi sa a ki sèvis nan silenn izolasyon an ak sekirite nan anviwònman an tèmik jaden yo anpil amelyore.

2.Konklizyon ak pwospè

Silisyòm carbure kouchse pi plis ak plis lajman ki itilize nan kabòn / kabòn tèmik materyèl jaden paske nan ekselan rezistans oksidasyon li yo nan tanperati ki wo. Ak ogmante gwosè kabòn/kabòn tèmik jaden materyèl yo itilize nan pwodiksyon monokristalin Silisyòm, ki jan yo amelyore inifòmite nan kouch carbure Silisyòm sou sifas la nan materyèl jaden tèmik ak amelyore lavi sa a ki sèvis nan kabòn/kabòn tèmik materyèl jaden te vin tounen yon pwoblèm ijan. yo dwe rezoud.

Nan lòt men an, ak devlopman nan endistri a Silisyòm monokristalin, demann pou materyèl-wo pite kabòn / kabòn tèmik jaden an ap ogmante tou, ak nanofibr SiC yo tou grandi sou fib kabòn entèn yo pandan reyaksyon an. Ablation mas ak to ablasyon lineyè C/C-ZRC ak C/C-sic ZrC konpoze ki prepare pa eksperyans yo se -0.32 mg/s ak 2.57μm/s, respektivman. Pousantaj ablasyon mas ak liy nan konpoze C/C-sic -ZrC yo se -0.24mg/s ak 1.66μm/s, respektivman. C/C-ZRC konpoze ak nanofib SiC gen pi bon pwopriyete ablatif. Apre sa, efè diferan sous kabòn sou kwasans nanofib SiC ak mekanis nanofib SiC ranfòse pwopriyete ablatif konpoze C/C-ZRC yo pral etidye.

Yo te prepare yon kreze konpoze kouch kabòn / kabòn pa pwosesis permeation vapè chimik ak reyaksyon in-situ. Kouch konpoze an te konpoze de kouch carbure Silisyòm (100 ~ 300μm), Silisyòm kouch (10 ~ 20μm) ak kouch nitrure Silisyòm (50 ~ 100μm), ki ta ka efektivman anpeche korozyon nan vapè Silisyòm sou sifas enteryè a nan kreze kabòn / kabòn konpoze. Nan pwosesis pwodiksyon an, pèt la nan kreze konpoze kabòn / kabòn konpoze kouvwi se 0.04 mm pou chak gwo founo dife, ak lavi sèvis la ka rive jwenn 180 fwa gwo founo dife.