1 Aplikasi lan kemajuan riset lapisan silikon karbida ing bahan medan termal karbon/karbon
1.1 Aplikasi lan riset kemajuan ing preparation crucible
Ing kolom termal kristal tunggal, ingkarbon/karbon crucibleutamané digunakake minangka prau mbeta kanggo materi silikon lan ing kontak karokrucil kuarsa, kaya sing ditampilake ing Gambar 2. Suhu kerja saka crucible karbon / karbon kira-kira 1450℃, sing kena erosi kaping pindho saka silikon padhet (silikon dioksida) lan uap silikon, lan pungkasane crucible dadi tipis utawa retak cincin, nyebabake kegagalan crucible.
Sawijining wadah komposit karbon/karbon komposit disiapake kanthi proses permeasi uap kimia lan reaksi in-situ. Lapisan komposit digawe saka lapisan silikon karbida (100~300μm), lapisan silikon (10~20μm) lan lapisan silikon nitrida (50~100μm), kang bisa èfèktif nyandhet karat silikon beluk ing lumahing utama saka karbon/karbon komposit crucible. Ing proses produksi, mundhut komposit karbon dilapisi / karbon komposit crucible punika 0,04 mm saben pawon, lan urip layanan bisa tekan 180 kaping pawon.
Peneliti nggunakake metode reaksi kimia kanggo ngasilake lapisan silikon karbida seragam ing permukaan crucible komposit karbon / karbon ing kondisi suhu tartamtu lan proteksi gas pembawa, nggunakake silikon dioksida lan logam silikon minangka bahan mentah ing sintering suhu dhuwur. pawon. Asil nuduhake yen perawatan suhu dhuwur ora mung mbenakake kemurnian lan kekuatan saka nutupi sic, nanging uga nemen mbenakake resistance nyandhang saka lumahing komposit karbon / karbon, lan ngalangi karat saka lumahing crucible dening uap SiO lan atom oksigen molah malih ing tungku silikon monocrystal. Umur layanan saka crucible tambah 20% dibandhingake karo crucible tanpa lapisan sic.
1.2 Aplikasi lan kemajuan riset ing tabung panuntun aliran
Panuntun silinder dumunung ing ndhuwur crucible (minangka ditampilake ing Figure 1). Ing proses narik kristal, prabédan suhu antarane njero lan njaba lapangan gedhe, utamane permukaan ngisor paling cedhak karo bahan silikon molten, suhu paling dhuwur, lan korosi kanthi uap silikon sing paling serius.
Peneliti nemokke proses prasaja lan resistance oksidasi apik saka tabung panuntun lapisan anti-oksidasi lan cara preparation. Kaping pisanan, lapisan kumis silikon karbida ditanam ing matriks tabung panuntun, banjur lapisan njaba silikon karbida sing padhet disiapake, supaya lapisan transisi SiCw dibentuk ing antarane matriks lan lapisan permukaan silikon karbida sing padhet. , minangka ditampilake ing Figure 3. Koefisien ekspansi termal ana ing antarane matriks lan silikon karbida. Bisa nyuda stres termal kanthi efektif amarga ora cocog karo koefisien ekspansi termal.
Analisis kasebut nuduhake yen kanthi nambah isi SiCw, ukuran lan jumlah retakan ing lapisan kasebut mudhun. Sawise 10 jam oksidasi ing 1100℃udhara, tingkat mundhut bobot saka sampel nutupi mung 0,87% ~ 8,87%, lan resistance oksidasi lan resistance kejut termal saka lapisan Silicon carbide sing nemen apik. Proses persiapan kabeh rampung kanthi terus-terusan kanthi deposisi uap kimia, nyiyapake lapisan karbida silikon disederhanakake, lan kinerja lengkap nozzle dikuatake.
Peneliti ngusulake cara nguatake matriks lan lapisan permukaan tabung pandhuan grafit kanggo silikon monokristal czohr. Slurry silikon karbida sing dipikolehi seragam dilapisi ing permukaan tabung pandhuan grafit kanthi kekandelan lapisan 30 ~ 50μm kanthi lapisan rerumput utawa cara lapisan semprotan, banjur diselehake ing tungku suhu dhuwur kanggo reaksi in-situ, suhu reaksi yaiku 1850 ~ 2300℃, lan pengawetan panas ana 2 ~ 6h. Lapisan njaba SiC bisa digunakake ing tungku pertumbuhan kristal tunggal 24 in (60,96 cm), lan suhu panggunaan yaiku 1500℃, lan ditemokake yen ora ana retak lan bubuk sing tiba ing permukaan silinder panuntun grafit sawise 1500h.
1.3 Aplikasi lan riset kemajuan ing silinder jampel
Minangka salah siji saka komponen tombol saka sistem lapangan termal silikon monocrystalline, silinder jampel utamané digunakake kanggo ngurangi mundhut panas lan ngontrol gradien suhu lingkungan lapangan termal. Minangka bagéan ndhukung saka lapisan insulasi tembok utama saka pawon kristal tunggal, karat uap silikon ndadékaké kanggo slag nempel lan retak produk, kang pungkasanipun ndadékaké kanggo Gagal produk.
Supaya luwih ningkatake resistensi korosi uap silikon saka tabung insulasi komposit C / C-sic, para peneliti nyelehake produk tabung insulasi komposit C / C-sic sing disiapake menyang tungku reaksi uap kimia, lan nyiapake lapisan karbida silikon sing padhet ing permukaan produk tabung isolasi komposit C/C-sic kanthi proses deposisi uap kimia. Asil nuduhake yen, Proses bisa èfèktif nyandhet karat saka serat karbon ing inti saka C / C-sic komposit dening silikon beluk, lan resistance karat saka silikon beluk tambah dening 5 kanggo 10 kaping dibandhingake karo karbon / karbon gabungan, lan urip layanan saka silinder jampel lan safety saka lingkungan lapangan termal sing nemen apik.
2.Kesimpulan lan prospek
Lapisan silikon karbidaluwih akeh digunakake ing bahan lapangan termal karbon / karbon amarga resistensi oksidasi sing apik ing suhu dhuwur. Kanthi nambah ukuran bahan lapangan termal karbon / karbon sing digunakake ing produksi silikon monocrystalline, carane nambah keseragaman lapisan silikon karbida ing permukaan bahan lapangan termal lan nambah umur layanan bahan lapangan termal karbon / karbon wis dadi masalah sing penting. kanggo ditanggulangi.
Ing sisih liya, kanthi pangembangan industri silikon monocrystalline, panjaluk bahan medan termal karbon / karbon kemurnian dhuwur uga saya tambah, lan nanofibers SiC uga ditanam ing serat karbon internal sajrone reaksi kasebut. Tingkat ablasi massa lan ablasi linier saka komposit C/C-ZRC lan C/C-sic ZrC sing disiapake dening eksperimen yaiku -0,32 mg/s lan 2,57μm/s, mungguh. Tingkat ablasi massa lan garis komposit C/C-sic-ZrC yaiku -0.24mg/s lan 1.66μm/s, mungguh. Komposit C/C-ZRC karo nanofibers SiC nduweni sifat ablatif sing luwih apik. Mengko, efek saka sumber karbon beda ing wutah saka SiC nanofibers lan mekanisme SiC nanofibers nguatake sifat ablatif saka C / C-ZRC komposit bakal diteliti.
Sawijining wadah komposit karbon/karbon komposit disiapake kanthi proses permeasi uap kimia lan reaksi in-situ. Lapisan komposit digawe saka lapisan silikon karbida (100~300μm), lapisan silikon (10~20μm) lan lapisan silikon nitrida (50~100μm), kang bisa èfèktif nyandhet karat silikon beluk ing lumahing utama saka karbon/karbon komposit crucible. Ing proses produksi, mundhut komposit karbon dilapisi / karbon komposit crucible punika 0,04 mm saben pawon, lan urip layanan bisa tekan 180 kaping pawon.
Wektu kirim: Feb-22-2024