Saules fotoelektriskās enerģijas ražošana ir kļuvusi par pasaulē daudzsološāko jauno enerģijas nozari. Salīdzinājumā ar polisilīcija un amorfā silīcija saules baterijām, monokristāliskam silīcijam kā fotoelementu enerģijas ražošanas materiālam ir augsta fotoelektriskās pārveidošanas efektivitāte un izcilas komerciālas priekšrocības, un tas ir kļuvis par galveno saules fotoelektriskās enerģijas ražošanas virzienu. Czochralski (CZ) ir viena no galvenajām metodēm monokristāliskā silīcija sagatavošanai. Czochralski monokristāliskās krāsns sastāvs ietver krāsns sistēmu, vakuuma sistēmu, gāzes sistēmu, termiskā lauka sistēmu un elektriskās vadības sistēmu. Termiskā lauka sistēma ir viens no svarīgākajiem nosacījumiem monokristāliskā silīcija augšanai, un monokristāliskā silīcija kvalitāti tieši ietekmē termiskā lauka temperatūras gradienta sadalījums.
Termiskā lauka sastāvdaļas galvenokārt sastāv no oglekļa materiāliem (grafīta materiāliem un oglekļa/oglekļa kompozītmateriāliem), kas atbilstoši to funkcijām ir sadalīti atbalsta daļās, funkcionālajās daļās, sildelementos, aizsargdaļās, siltumizolācijas materiālos utt. parādīts 1. attēlā. Monokristāliskā silīcija izmēram turpinot pieaugt, palielinās arī termiskā lauka komponentu izmēra prasības. Oglekļa/oglekļa kompozītmateriāli kļūst par pirmo izvēli termiskā lauka materiāliem monokristāliskajam silīcijam, pateicoties tā izmēru stabilitātei un lieliskām mehāniskajām īpašībām.
Czochralcian monokristāliskā silīcija procesā silīcija materiāla kausēšana radīs silīcija tvaikus un izkausētu silīcija šļakatas, kā rezultātā oglekļa / oglekļa termiskā lauka materiālu silicifikācijas erozija, un oglekļa / oglekļa termiskā lauka materiālu mehāniskās īpašības un kalpošanas laiks ir nopietni ietekmēts. Tāpēc jautājums par to, kā samazināt oglekļa/oglekļa termiskā lauka materiālu silikācijas eroziju un uzlabot to kalpošanas laiku, ir kļuvis par vienu no monokristāliskā silīcija ražotāju un oglekļa/oglekļa termiskā lauka materiālu ražotāju kopējām rūpēm.Silīcija karbīda pārklājumsir kļuvusi par pirmo izvēli oglekļa/oglekļa termiskā lauka materiālu virsmas pārklājuma aizsardzībai, pateicoties lieliskajai termiskā triecienizturībai un nodilumizturībai.
Šajā darbā, sākot no oglekļa/oglekļa termiskā lauka materiāliem, ko izmanto monokristāliskā silīcija ražošanā, tiek iepazīstinātas ar galvenajām silīcija karbīda pārklājuma sagatavošanas metodēm, priekšrocībām un trūkumiem. Pamatojoties uz to, tiek pārskatīta silīcija karbīda pārklājuma pielietošana un izpētes gaita oglekļa/oglekļa termiskā lauka materiālos atbilstoši oglekļa/oglekļa termiskā lauka materiālu īpašībām, kā arī ieteikumi un attīstības virzieni oglekļa/oglekļa termiskā lauka materiālu virsmas pārklājuma aizsardzībai. tiek izvirzīti.
1 Sagatavošanas tehnoloģijasilīcija karbīda pārklājums
1.1. Iegulšanas metode
Iegulšanas metodi bieži izmanto, lai sagatavotu silīcija karbīda iekšējo pārklājumu C/C-sic kompozītmateriālu sistēmā. Šī metode vispirms izmanto jauktu pulveri, lai iesaiņotu oglekļa/oglekļa kompozītmateriālu, un pēc tam veic termisko apstrādi noteiktā temperatūrā. Starp jaukto pulveri un parauga virsmu notiek virkne sarežģītu fizikāli ķīmisku reakciju, veidojot pārklājumu. Tā priekšrocība ir tā, ka process ir vienkāršs, tikai ar vienu procesu var sagatavot blīvus, bez plaisas matricas kompozītmateriālus; Neliela izmēra maiņa no sagataves uz galaproduktu; Piemērots jebkurai šķiedru pastiprinātai konstrukcijai; Starp pārklājumu un pamatni var izveidoties noteikts kompozīcijas gradients, kas ir labi savienots ar pamatni. Tomēr ir arī trūkumi, piemēram, ķīmiskā reakcija augstā temperatūrā, kas var sabojāt šķiedru, un oglekļa/oglekļa matricas mehāniskās īpašības pasliktinās. Pārklājuma viendabīgumu ir grūti kontrolēt tādu faktoru dēļ kā gravitācija, kas padara pārklājumu nevienmērīgu.
1.2. Virsmas pārklāšanas metode
Vircas pārklāšanas metode ir sajaukt pārklājuma materiālu un saistvielu maisījumā, vienmērīgi uzklāt uz matricas virsmas, pēc žāvēšanas inertā atmosfērā pārklāto paraugu augstā temperatūrā saķepina un var iegūt nepieciešamo pārklājumu. Priekšrocības ir tādas, ka process ir vienkāršs un viegli lietojams, un pārklājuma biezumu ir viegli kontrolēt; Trūkums ir tas, ka starp pārklājumu un pamatni ir vāja saķere, un pārklājuma termiskā triecienizturība ir zema, un pārklājuma viendabīgums ir zems.
1.3. Ķīmiskās tvaiku reakcijas metode
Ķīmiskie tvaiki reakcija(CVR) metode ir procesa metode, kas noteiktā temperatūrā iztvaiko cieto silīcija materiālu silīcija tvaikos, un pēc tam silīcija tvaiki izkliedējas matricas iekšpusē un virsmā un in situ reaģē ar oglekli matricā, veidojot silīcija karbīdu. Tās priekšrocības ietver vienmērīgu atmosfēru krāsnī, nemainīgu reakcijas ātrumu un pārklājuma materiāla nogulsnēšanās biezumu visur; Process ir vienkāršs un viegli lietojams, un pārklājuma biezumu var kontrolēt, mainot silīcija tvaika spiedienu, nogulsnēšanas laiku un citus parametrus. Trūkums ir tāds, ka paraugu lielā mērā ietekmē atrašanās vieta krāsnī, un silīcija tvaika spiediens krāsnī nevar sasniegt teorētisko viendabīgumu, kā rezultātā pārklājuma biezums ir nevienmērīgs.
1.4. Ķīmiskās tvaiku pārklāšanas metode
Ķīmiskā tvaiku pārklāšana (CVD) ir process, kurā ogļūdeņražus izmanto kā gāzes avotu un augstas tīrības N2/Ar kā nesējgāzi, lai ievadītu jauktas gāzes ķīmisko tvaiku reaktorā, un ogļūdeņraži tiek sadalīti, sintezēti, izkliedēti, adsorbēti un izšķīdināti. noteikta temperatūra un spiediens, lai veidotu cietas plēves uz oglekļa/oglekļa kompozītmateriālu virsmas. Tā priekšrocība ir tā, ka var kontrolēt pārklājuma blīvumu un tīrību; Tas ir piemērots arī darbam-gabals ar sarežģītāku formu; Produkta kristālisko struktūru un virsmas morfoloģiju var kontrolēt, pielāgojot nogulsnēšanās parametrus. Trūkumi ir tādi, ka nogulsnēšanās ātrums ir pārāk zems, process ir sarežģīts, ražošanas izmaksas ir augstas, un var būt pārklājuma defekti, piemēram, plaisas, sieta defekti un virsmas defekti.
Rezumējot, iegulšanas metode ir ierobežota ar tās tehnoloģiskajām īpašībām, kas ir piemērota laboratorijas un maza izmēra materiālu izstrādei un ražošanai; Pārklājuma metode nav piemērota masveida ražošanai tās sliktās konsistences dēļ. CVR metode var apmierināt liela izmēra produktu masveida ražošanu, taču tai ir augstākas prasības iekārtām un tehnoloģijām. CVD metode ir ideāla sagatavošanas metodeSIC pārklājums, bet tā izmaksas ir augstākas nekā CVR metode, jo tai ir grūtības procesa kontrolē.
Izlikšanas laiks: 22.02.2024