1 Սիլիցիումի կարբիդային ծածկույթի կիրառումը և հետազոտության առաջընթացը ածխածնային/ածխածնային ջերմային դաշտի նյութերում
1.1 Կիրառման և հետազոտության առաջընթացը կարասի պատրաստման մեջ
Միաբյուրեղային ջերմային դաշտում,ածխածնային/ածխածնային կարասհիմնականում օգտագործվում է որպես սիլիկոնային նյութի տեղափոխող անոթ և շփվում է դրա հետքվարցային կարաս, ինչպես ցույց է տրված Նկար 2-ում: Ածխածնի/ածխածնային խառնարանի աշխատանքային ջերմաստիճանը մոտ 1450℃ է, որը ենթարկվում է պինդ սիլիցիումի (սիլիկոնի երկօքսիդի) և սիլիցիումի գոլորշու կրկնակի էրոզիայի, և վերջապես խառնարանը դառնում է բարակ կամ օղակի ճեղքվածք է ունենում։ , որի արդյունքում խառնարանի խափանումը:
Քիմիական գոլորշիների ներթափանցման գործընթացի և տեղում ռեակցիայի միջոցով պատրաստվել է ածխածնային/ածխածին կոմպոզիտային խառնարան: Կոմպոզիտային ծածկույթը կազմված էր սիլիցիումի կարբիդի ծածկույթից (100~300μm), սիլիցիումի ծածկույթից (10~20μm) և սիլիցիումի նիտրիդային ծածկույթից (50~100μm), որը կարող էր արդյունավետ կերպով արգելակել սիլիցիումի գոլորշիների կոռոզիան ածխածնի/ածխածնի կոմպոզիտի ներքին մակերեսի վրա: կարաս. Արտադրական գործընթացում կոմպոզիտային պատված ածխածնի/ածխածնի կոմպոզիտային կարասի կորուստը մեկ վառարանում կազմում է 0,04 մմ, իսկ ծառայության ժամկետը կարող է հասնել 180 անգամ վառարանով:
Հետազոտողները կիրառել են քիմիական ռեակցիայի մեթոդ՝ որոշակի ջերմաստիճանային պայմաններում ածխածնի/ածխածնի կոմպոզիտային կարասի մակերեսի վրա ածխածնի/ածխածնի կոմպոզիտային կարասի մակերեսի վրա ստեղծելու միատեսակ սիլիցիումի կարբիդային ծածկույթ՝ օգտագործելով սիլիցիումի երկօքսիդը և սիլիցիումի մետաղը որպես հումք բարձր ջերմաստիճանի սինթրման ժամանակ։ վառարան. Արդյունքները ցույց են տալիս, որ բարձր ջերմաստիճանի մշակումը ոչ միայն բարելավում է sic ծածկույթի մաքրությունն ու ամրությունը, այլև մեծապես բարելավում է ածխածնի/ածխածնի կոմպոզիտային մակերևույթի մաշվածության դիմադրությունը և կանխում է խառնարանի մակերեսի կոռոզիան SiO գոլորշու կողմից։ և ցնդող թթվածնի ատոմները միաբյուրեղային սիլիցիումի վառարանում: Մաքուրի ծառայության ժամկետը ավելացել է 20%-ով` համեմատած առանց սիզային ծածկույթի կարասի ծառայության ժամկետի:
1.2 Կիրառման և հետազոտության առաջընթացը հոսքի ուղեցույցի խողովակում
Ուղղորդող մխոցը գտնվում է խառնարանի վերևում (ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում): Բյուրեղների քաշման գործընթացում դաշտի ներսում և դրսում ջերմաստիճանի տարբերությունը մեծ է, հատկապես ներքևի մակերեսը ամենամոտ է հալված սիլիցիումի նյութին, ջերմաստիճանը ամենաբարձրն է, իսկ սիլիցիումի գոլորշիով կոռոզիան ամենալուրջն է:
Հետազոտողները հորինել են ուղեցույցի խողովակի հակաօքսիդացման ծածկույթի և պատրաստման պարզ գործընթաց և լավ օքսիդացման դիմադրություն: Սկզբում սիլիցիումի կարբիդային բեղի շերտը տեղում աճեցվեց ուղղորդող խողովակի մատրիցայի վրա, այնուհետև պատրաստվեց խիտ սիլիցիումի կարբիդի արտաքին շերտ, այնպես որ մատրիցայի և խիտ սիլիցիումի կարբիդի մակերեսային շերտի միջև ձևավորվեց անցումային շերտ SiCw: , ինչպես ցույց է տրված Նկար 3-ում: Ջերմային ընդարձակման գործակիցը գտնվում էր մատրիցայի և սիլիցիումի կարբիդի միջև: Այն կարող է արդյունավետորեն նվազեցնել ջերմային սթրեսը, որն առաջանում է ջերմային ընդարձակման գործակցի անհամապատասխանությունից:
Վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ SiCw-ի պարունակության ավելացման հետ մեկտեղ ծածկույթի ճաքերի չափը և քանակը նվազում է։ 1100 ℃ օդում 10 ժամ օքսիդացումից հետո ծածկույթի նմուշի քաշի կորստի արագությունը կազմում է ընդամենը 0,87% ~ 8,87%, իսկ սիլիցիումի կարբիդի ծածկույթի օքսիդացման դիմադրությունը և ջերմային ցնցումների դիմադրությունը զգալիորեն բարելավվում են: Պատրաստման ամբողջ գործընթացը շարունակաբար ավարտվում է քիմիական գոլորշիների նստեցմամբ, սիլիցիումի կարբիդային ծածկույթի պատրաստումը մեծապես պարզեցված է, և ամբողջ վարդակի համապարփակ կատարումը ամրապնդվում է:
Հետազոտողները առաջարկել են czohr մոնոբյուրեղային սիլիցիումի գրաֆիտային ուղեցույցի խողովակի մատրիցային ամրացման և մակերեսային ծածկույթի մեթոդ: Ստացված սիլիցիումի կարբիդի ցեխը միատեսակ պատվել է գրաֆիտի ուղեցույցի խողովակի մակերեսին 30~50 մկմ հաստությամբ ծածկույթի հաստությամբ խոզանակով կամ ցողացիրով ծածկելու մեթոդով, այնուհետև տեղադրվել է բարձր ջերմաստիճանի վառարանում՝ insitu ռեակցիայի համար՝ ռեակցիայի ջերմաստիճանը։ եղել է 1850~2300 ℃, իսկ ջերմության պահպանումը 2~6ժ. SiC արտաքին շերտը կարող է օգտագործվել 24 դյույմ (60,96 սմ) մեկ բյուրեղյա աճի վառարանում, և օգտագործման ջերմաստիճանը 1500 ℃ է, և պարզվում է, որ 1500 ժամ հետո գրաֆիտի ուղեցույցի գլանի մակերեսի վրա չկա ճաքճքման և ընկնելու փոշի: .
1.3 Մեկուսիչ բալոնի կիրառման և հետազոտության առաջընթացը
Որպես մոնոբյուրեղային սիլիցիումի ջերմային դաշտի համակարգի առանցքային բաղադրիչներից մեկը, մեկուսիչ մխոցը հիմնականում օգտագործվում է ջերմության կորուստը նվազեցնելու և ջերմային դաշտի միջավայրի ջերմաստիճանի գրադիենտը վերահսկելու համար: Որպես մեկ բյուրեղյա վառարանի ներքին պատի մեկուսացման շերտի օժանդակ մաս, սիլիցիումի գոլորշիների կոռոզիան հանգեցնում է խարամների անկմանը և արտադրանքի ճեղքմանը, ինչը, ի վերջո, հանգեցնում է արտադրանքի ձախողման:
C/C-sic կոմպոզիտային մեկուսիչ խողովակի սիլիցիումի գոլորշիների կոռոզիայից դիմադրությունը հետագայում բարձրացնելու համար հետազոտողները պատրաստված C/C-sic կոմպոզիտային մեկուսիչ խողովակի արտադրանքը դրեցին քիմիական գոլորշիների ռեակցիայի վառարանի մեջ և պատրաստեցին խիտ սիլիցիումի կարբիդային ծածկույթ: C/C-sic կոմպոզիտային մեկուսիչ խողովակի արտադրանքի մակերեսը քիմիական գոլորշիների նստեցման գործընթացով: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ գործընթացը կարող է արդյունավետորեն արգելակել ածխածնային մանրաթելերի կոռոզիան C/C-sic կոմպոզիտային նյութի միջուկի վրա սիլիցիումի գոլորշու միջոցով, և սիլիցիումի գոլորշու կորոզիայի դիմադրությունը ածխածնի/ածխածնի կոմպոզիտի համեմատ ավելացել է 5-10 անգամ, և ջերմամեկուսիչ մխոցի ծառայության ժամկետը և ջերմային դաշտի միջավայրի անվտանգությունը զգալիորեն բարելավվում են:
2. Եզրակացություն և հեռանկար
Սիլիցիումի կարբիդի ծածկույթավելի ու ավելի լայնորեն օգտագործվում է ածխածնային/ածխածնային ջերմային դաշտի նյութերում՝ բարձր ջերմաստիճանում գերազանց օքսիդացման դիմադրության պատճառով: Մոնաբյուրեղային սիլիցիումի արտադրության մեջ օգտագործվող ածխածնի/ածխածնի ջերմային դաշտի նյութերի չափերի աճի հետ մեկտեղ, ինչպես բարելավել սիլիցիումի կարբիդային ծածկույթի միատեսակությունը ջերմային դաշտի նյութերի մակերեսին և բարելավել ածխածնի/ածխածնի ջերմային դաշտի նյութերի ծառայության ժամկետը, դարձել է հրատապ խնդիր։ լուծելու համար։
Մյուս կողմից, մոնոբյուրեղային սիլիցիումի արդյունաբերության զարգացման հետ մեկտեղ ավելանում է նաև բարձր մաքրության ածխածնային/ածխածնային ջերմային դաշտի նյութերի պահանջարկը, և ռեակցիայի ընթացքում ածխածնային ներքին մանրաթելերի վրա աճում են նաև SiC նանոմանրաթելեր: Փորձերի արդյունքում պատրաստված C/C-ZRC և C/C-sic ZrC կոմպոզիտների զանգվածային աբլյացիայի և գծային աբլյացիայի արագությունները համապատասխանաբար կազմում են -0,32 մգ/վ և 2,57 մկմ/վ: C/C-sic-ZrC կոմպոզիտների զանգվածային և գծային աբլյացիայի արագությունները համապատասխանաբար կազմում են -0,24 մգ/վ և 1,66 մկմ/վ: SiC նանոմանրաթելերով C/C-ZRC կոմպոզիտներն ունեն ավելի լավ աբլատիվ հատկություններ: Հետագայում կուսումնասիրվեն ածխածնի տարբեր աղբյուրների ազդեցությունը SiC նանոմանրաթելերի աճի վրա և SiC նանոմանրաթելերի մեխանիզմը, որն ամրապնդում է C/C-ZRC կոմպոզիտների աբլատիվ հատկությունները:
Քիմիական գոլորշիների ներթափանցման գործընթացի և տեղում ռեակցիայի միջոցով պատրաստվել է ածխածնային/ածխածին կոմպոզիտային խառնարան: Կոմպոզիտային ծածկույթը կազմված էր սիլիցիումի կարբիդի ծածկույթից (100~300μm), սիլիցիումի ծածկույթից (10~20μm) և սիլիցիումի նիտրիդային ծածկույթից (50~100μm), որը կարող էր արդյունավետ կերպով արգելակել սիլիցիումի գոլորշիների կոռոզիան ածխածնի/ածխածնի կոմպոզիտի ներքին մակերեսի վրա: կարաս. Արտադրական գործընթացում կոմպոզիտային պատված ածխածնի/ածխածնի կոմպոզիտային կարասի կորուստը մեկ վառարանում կազմում է 0,04 մմ, իսկ ծառայության ժամկետը կարող է հասնել 180 անգամ վառարանով:
Հրապարակման ժամանակը՝ Փետրվար-22-2024