1 ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალებში სილიციუმის კარბიდის საფარის გამოყენება და კვლევის პროგრესი
1.1 გამოყენებისა და კვლევის პროგრესი ჭურჭლის მომზადებაში
ერთკრისტალურ თერმულ ველშინახშირბადის/ნახშირბადის ჭურჭელიძირითადად გამოიყენება სილიკონის მასალის გადასატანად და კონტაქტშიაკვარცის ჭურჭელი, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 2. ნახშირბადის/ნახშირბადის ჭურჭლის სამუშაო ტემპერატურა არის დაახლოებით 1450℃, რომელიც ექვემდებარება მყარი სილიციუმის (სილიციუმის დიოქსიდი) და სილიციუმის ორთქლის ორმაგ ეროზიას და ბოლოს ჭურჭელი თხელდება ან აქვს რგოლის ბზარი, რის შედეგადაც ხდება ჭურჭლის უკმარისობა.
ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიციური ჭურჭელი მომზადდა ქიმიური ორთქლის შეღწევის პროცესით და ადგილზე რეაქციით. კომპოზიციური საფარი შედგებოდა სილიციუმის კარბიდის საფარისგან (100-300μმ), სილიკონის საფარი (10~20μმ) და სილიციუმის ნიტრიდის საფარი (50~100μმ), რომელსაც შეუძლია ეფექტურად დათრგუნოს სილიციუმის ორთქლის კოროზია ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიტური ჭურჭლის შიდა ზედაპირზე. წარმოების პროცესში, კომპოზიტური დაფარული ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიტური ჭურჭლის დანაკარგი არის 0,04 მმ თითო ღუმელში, ხოლო მომსახურების ვადა შეიძლება მიაღწიოს 180-ჯერ ღუმელში.
მკვლევარებმა გამოიყენეს ქიმიური რეაქციის მეთოდი სილიციუმის კარბიდის ერთგვაროვანი საფარის შესაქმნელად ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიტური ჭურჭლის ზედაპირზე გარკვეულ ტემპერატურულ პირობებში და მატარებელი აირის დაცვაში, სილიციუმის დიოქსიდისა და სილიციუმის ლითონის გამოყენებით ნედლეულად მაღალი ტემპერატურის აგლომერაციისას. ღუმელი. შედეგები აჩვენებს, რომ მაღალი ტემპერატურით დამუშავება არა მხოლოდ აუმჯობესებს sic საფარის სისუფთავეს და სიმტკიცეს, არამედ მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიტის ზედაპირის აცვიათ წინააღმდეგობას და ხელს უშლის ჭურჭლის ზედაპირის კოროზიას SiO ორთქლით. და აქროლადი ჟანგბადის ატომები მონოკრისტალური სილიციუმის ღუმელში. ჭურჭლის ექსპლუატაციის ვადა იზრდება 20%-ით, ვიდრე ჭურჭლის მუშაობის ვადა sic საფარის გარეშე.
1.2 გამოყენებისა და კვლევის პროგრესი დინების სახელმძღვანელო მილში
სახელმძღვანელო ცილინდრი მდებარეობს ჭურჭლის ზემოთ (როგორც ნაჩვენებია სურათზე 1). კრისტალების გაყვანის პროცესში ტემპერატურის სხვაობა მინდორს შიგნით და გარეთ დიდია, განსაკუთრებით ქვედა ზედაპირი ყველაზე ახლოსაა გამდნარ სილიკონის მასალასთან, ტემპერატურა ყველაზე მაღალია და სილიციუმის ორთქლის კოროზია ყველაზე სერიოზულია.
მკვლევარებმა გამოიგონეს გზამკვლევი მილის ანტიოქსიდანტური საფარის მარტივი პროცესი და კარგი დაჟანგვის წინააღმდეგობა და მომზადების მეთოდი. თავდაპირველად, სილიციუმის კარბიდის ულვაში ადგილზე გაიზარდა სახელმძღვანელო მილის მატრიცაზე, შემდეგ კი მომზადდა მკვრივი სილიციუმის კარბიდის გარე ფენა, ასე რომ ჩამოყალიბდა SiCw გარდამავალი ფენა მატრიქსსა და სილიციუმის კარბიდის მკვრივ ზედაპირულ ფენას შორის. , როგორც ნაჩვენებია სურათზე 3. თერმული გაფართოების კოეფიციენტი იყო მატრიცასა და სილიციუმის კარბიდს შორის. მას შეუძლია ეფექტურად შეამციროს თერმული სტრესი, რომელიც გამოწვეულია თერმული გაფართოების კოეფიციენტის შეუსაბამობით.
ანალიზი აჩვენებს, რომ SiCw შემცველობის მატებასთან ერთად მცირდება საფარის ბზარების ზომა და რაოდენობა. 10 სთ დაჟანგვის შემდეგ 1100 წელს℃ჰაერი, საფარის ნიმუშის წონის დაკარგვის მაჩვენებელი არის მხოლოდ 0.87% ~ 8.87%, ხოლო სილიციუმის კარბიდის საფარის ჟანგვის წინააღმდეგობა და თერმული შოკის წინააღმდეგობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია. მომზადების მთელი პროცესი მუდმივად სრულდება ქიმიური ორთქლის დეპონირებით, სილიციუმის კარბიდის საფარის მომზადება მნიშვნელოვნად გამარტივებულია და გაძლიერებულია მთელი საქშენის ყოვლისმომცველი მოქმედება.
მკვლევარებმა შემოგვთავაზეს czohr მონოკრისტალური სილიკონისთვის გრაფიტის სახელმძღვანელო მილის მატრიცის გამაგრების და ზედაპირის დაფარვის მეთოდი. მიღებული სილიციუმის კარბიდის ნამცხვარი თანაბრად იყო დაფარული გრაფიტის სახელმძღვანელო მილის ზედაპირზე 30~50 საფარის სისქით.μმ ფუნჯით დაფარვის ან შესხურების მეთოდით, და შემდეგ მოთავსებულია მაღალი ტემპერატურის ღუმელში ადგილზე რეაქციისთვის, რეაქციის ტემპერატურა იყო 1850~2300℃და სითბოს შენარჩუნება იყო 2~6 სთ. SiC გარე ფენის გამოყენება შესაძლებელია 24 ინჩიანი (60,96 სმ) ერთკრისტალური ზრდის ღუმელში და გამოყენების ტემპერატურაა 1500℃და დადგინდა, რომ 1500 საათის შემდეგ გრაფიტის სახელმძღვანელო ცილინდრის ზედაპირზე არ არის ბზარი და ცვივა ფხვნილი.
1.3 გამოყენებისა და კვლევის პროგრესი საიზოლაციო ცილინდრში
როგორც მონოკრისტალური სილიკონის თერმული ველის სისტემის ერთ-ერთი მთავარი კომპონენტი, საიზოლაციო ცილინდრი ძირითადად გამოიყენება სითბოს დაკარგვის შესამცირებლად და თერმული ველის გარემოს ტემპერატურის გრადიენტის გასაკონტროლებლად. როგორც ერთკრისტალური ღუმელის შიდა კედლის საიზოლაციო ფენის დამხმარე ნაწილი, სილიციუმის ორთქლის კოროზია იწვევს წიდის ვარდნას და პროდუქტის გახეთქვას, რაც საბოლოოდ იწვევს პროდუქტის უკმარისობას.
C/C-sic კომპოზიტური საიზოლაციო მილის სილიციუმის ორთქლის კოროზიის წინააღმდეგობის შემდგომი გაზრდის მიზნით, მკვლევარებმა მოამზადეს C/C-sic კომპოზიციური საიზოლაციო მილის პროდუქტები ქიმიური ორთქლის რეაქციის ღუმელში და მოამზადეს მკვრივი სილიციუმის კარბიდის საფარი. C/C-sic კომპოზიტური საიზოლაციო მილის პროდუქტების ზედაპირი ქიმიური ორთქლის დეპონირების პროცესით. შედეგები აჩვენებს, რომ პროცესს შეუძლია ეფექტურად დათრგუნოს ნახშირბადის ბოჭკოების კოროზია C/C-sic კომპოზიტის ბირთვზე სილიციუმის ორთქლის მიერ და სილიციუმის ორთქლის კოროზიის წინააღმდეგობა იზრდება 5-დან 10-ჯერ ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიტთან შედარებით. და საიზოლაციო ცილინდრის მომსახურების ვადა და თერმული ველის გარემოს უსაფრთხოება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია.
2.დასკვნა და პერსპექტივა
სილიციუმის კარბიდის საფარიუფრო და უფრო ფართოდ გამოიყენება ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალებში, მაღალი ტემპერატურისადმი მისი შესანიშნავი დაჟანგვის წინააღმდეგობის გამო. მონოკრისტალური სილიციუმის წარმოებაში გამოყენებული ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალების მზარდი ზომით, როგორ გავაუმჯობესოთ სილიციუმის კარბიდის საფარის ერთგვაროვნება თერმული ველის მასალების ზედაპირზე და გავაუმჯობესოთ ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალების მომსახურების ვადა, გადაუდებელ პრობლემად იქცა. მოსაგვარებელი.
მეორეს მხრივ, მონოკრისტალური სილიციუმის ინდუსტრიის განვითარებასთან ერთად, ასევე იზრდება მოთხოვნა მაღალი სისუფთავის ნახშირბადის/ნახშირბადის თერმული ველის მასალებზე და რეაქციის დროს შიდა ნახშირბადის ბოჭკოებზე ასევე იზრდება SiC ნანობოჭკოები. ექსპერიმენტებით მომზადებული C/C-ZRC და C/C-sic ZrC კომპოზიტების მასობრივი აბლაციის და წრფივი აბლაციის სიჩქარეები არის -0.32 მგ/წმ და 2.57μმ/წმ, შესაბამისად. C/C-sic-ZrC კომპოზიტების მასის და ხაზის აბლაციის სიჩქარეებია -0.24 მგ/წმ და 1.66μმ/წმ, შესაბამისად. C/C-ZRC კომპოზიტებს SiC ნანობოჭკებით აქვთ უკეთესი აბლაციური თვისებები. მოგვიანებით შესწავლილი იქნება ნახშირბადის სხვადასხვა წყაროს გავლენა SiC ნანობოჭკოების ზრდაზე და SiC ნანობოჭკოების მექანიზმი, რომელიც აძლიერებს C/C-ZRC კომპოზიტების აბლაციურ თვისებებს.
ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიციური ჭურჭელი მომზადდა ქიმიური ორთქლის შეღწევის პროცესით და ადგილზე რეაქციით. კომპოზიციური საფარი შედგებოდა სილიციუმის კარბიდის საფარისგან (100-300μმ), სილიკონის საფარი (10~20μმ) და სილიციუმის ნიტრიდის საფარი (50~100μმ), რომელსაც შეუძლია ეფექტურად დათრგუნოს სილიციუმის ორთქლის კოროზია ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიტური ჭურჭლის შიდა ზედაპირზე. წარმოების პროცესში, კომპოზიტური დაფარული ნახშირბადის/ნახშირბადის კომპოზიტური ჭურჭლის დანაკარგი არის 0,04 მმ თითო ღუმელში, ხოლო მომსახურების ვადა შეიძლება მიაღწიოს 180-ჯერ ღუმელში.
გამოქვეყნების დრო: თებ-22-2024