1 കാർബൺ/കാർബൺ തെർമൽ ഫീൽഡ് മെറ്റീരിയലുകളിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കോട്ടിംഗിൻ്റെ പ്രയോഗവും ഗവേഷണ പുരോഗതിയും
1.1 ക്രൂസിബിൾ തയ്യാറെടുപ്പിലെ ആപ്ലിക്കേഷനും ഗവേഷണ പുരോഗതിയും
സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ തെർമൽ ഫീൽഡിൽ, ദികാർബൺ/കാർബൺ ക്രൂസിബിൾപ്രധാനമായും സിലിക്കൺ വസ്തുക്കളുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന പാത്രമായി ഉപയോഗിക്കുന്നുക്വാർട്സ് ക്രൂസിബിൾ, ചിത്രം 2-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് പോലെ. കാർബൺ/കാർബൺ ക്രൂസിബിളിൻ്റെ പ്രവർത്തന താപനില ഏകദേശം 1450℃ ആണ്, ഇത് ഖര സിലിക്കണിൻ്റെയും (സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ്) സിലിക്കൺ നീരാവിയുടെയും ഇരട്ട മണ്ണൊലിപ്പിന് വിധേയമാകുന്നു, ഒടുവിൽ ക്രൂസിബിൾ കനംകുറഞ്ഞതായിത്തീരുന്നു അല്ലെങ്കിൽ വളയത്തിൽ പൊട്ടൽ ഉണ്ടാകുന്നു. , ക്രൂസിബിളിൻ്റെ പരാജയത്തിന് കാരണമാകുന്നു.
രാസ നീരാവി പെർമിയേഷൻ പ്രക്രിയയും ഇൻ-സിറ്റു റിയാക്ഷനും വഴി ഒരു കോമ്പോസിറ്റ് കോട്ടിംഗ് കാർബൺ/കാർബൺ കോമ്പോസിറ്റ് ക്രൂസിബിൾ തയ്യാറാക്കി. സംയോജിത കോട്ടിംഗിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കോട്ടിംഗ് (100~300μm), സിലിക്കൺ കോട്ടിംഗ് (10~20μm), സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ് കോട്ടിംഗ് (50~100μm) എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഇത് കാർബൺ/കാർബൺ സംയുക്തത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഉപരിതലത്തിൽ സിലിക്കൺ നീരാവി നാശത്തെ ഫലപ്രദമായി തടയുന്നു ക്രൂശിതമായ. ഉൽപ്പാദന പ്രക്രിയയിൽ, സംയോജിത പൂശിയ കാർബൺ / കാർബൺ സംയുക്ത ക്രൂസിബിളിൻ്റെ നഷ്ടം ഓരോ ചൂളയ്ക്കും 0.04 മില്ലിമീറ്ററാണ്, കൂടാതെ സേവനജീവിതം 180 ചൂളയിൽ എത്താം.
ഉയർന്ന താപനില സിൻ്ററിംഗിൽ സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡും സിലിക്കൺ ലോഹവും അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളായി ഉപയോഗിച്ച്, ചില പ്രത്യേക താപനില സാഹചര്യങ്ങളിലും കാരിയർ വാതകത്തിൻ്റെ സംരക്ഷണത്തിലും കാർബൺ/കാർബൺ സംയുക്ത ക്രൂസിബിളിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു ഏകീകൃത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കോട്ടിംഗ് സൃഷ്ടിക്കാൻ ഗവേഷകർ ഒരു രാസപ്രവർത്തന രീതി ഉപയോഗിച്ചു. ചൂള. ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ചികിത്സ, സിക് കോട്ടിംഗിൻ്റെ ശുദ്ധതയും ശക്തിയും മെച്ചപ്പെടുത്തുക മാത്രമല്ല, കാർബൺ/കാർബൺ സംയുക്തത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലെ തേയ്മാന പ്രതിരോധം വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും SiO നീരാവി മൂലമുണ്ടാകുന്ന ക്രൂസിബിളിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലെ നാശത്തെ തടയുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. മോണോക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കൺ ഫർണസിലെ അസ്ഥിരമായ ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങളും. സിക് കോട്ടിംഗ് ഇല്ലാത്ത ക്രൂസിബിളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ക്രൂസിബിളിൻ്റെ സേവനജീവിതം 20% വർദ്ധിച്ചു.
1.2 ഫ്ലോ ഗൈഡ് ട്യൂബിലെ ആപ്ലിക്കേഷനും ഗവേഷണ പുരോഗതിയും
ഗൈഡ് സിലിണ്ടർ ക്രൂസിബിളിന് മുകളിലാണ് (ചിത്രം 1 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് പോലെ). ക്രിസ്റ്റൽ വലിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിൽ, ഫീൽഡിന് അകത്തും പുറത്തും തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസം വലുതാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് താഴത്തെ ഉപരിതലം ഉരുകിയ സിലിക്കൺ മെറ്റീരിയലിന് ഏറ്റവും അടുത്താണ്, താപനില ഏറ്റവും ഉയർന്നതാണ്, സിലിക്കൺ നീരാവി മൂലമുള്ള നാശം ഏറ്റവും ഗുരുതരമാണ്.
ഗൈഡ് ട്യൂബ് ആൻ്റി-ഓക്സിഡേഷൻ കോട്ടിംഗിൻ്റെയും തയ്യാറെടുപ്പ് രീതിയുടെയും ലളിതമായ പ്രക്രിയയും നല്ല ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധവും ഗവേഷകർ കണ്ടുപിടിച്ചു. ആദ്യം, ഗൈഡ് ട്യൂബിൻ്റെ മാട്രിക്‌സിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വിസ്‌കറിൻ്റെ ഒരു പാളി വളർന്നു, തുടർന്ന് സാന്ദ്രമായ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പുറം പാളി തയ്യാറാക്കി, അങ്ങനെ മാട്രിക്സിനും ഇടതൂർന്ന സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉപരിതല പാളിക്കും ഇടയിൽ ഒരു SiCw ട്രാൻസിഷൻ പാളി രൂപപ്പെട്ടു. , ചിത്രം 3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് പോലെ. താപ വികാസത്തിൻ്റെ ഗുണകം മാട്രിക്സിനും സിലിക്കൺ കാർബൈഡിനും ഇടയിലായിരുന്നു. താപ വികാസ ഗുണകത്തിൻ്റെ പൊരുത്തക്കേട് മൂലമുണ്ടാകുന്ന താപ സമ്മർദ്ദം ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും.
SiCw ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, കോട്ടിംഗിലെ വിള്ളലുകളുടെ വലുപ്പവും എണ്ണവും കുറയുന്നതായി വിശകലനം കാണിക്കുന്നു. 1100 ℃ വായുവിൽ 10h ഓക്സീകരണത്തിന് ശേഷം, കോട്ടിംഗ് സാമ്പിളിൻ്റെ ഭാരനഷ്ട നിരക്ക് 0.87%~8.87% മാത്രമാണ്, കൂടാതെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കോട്ടിംഗിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധവും തെർമൽ ഷോക്ക് പ്രതിരോധവും വളരെയധികം മെച്ചപ്പെട്ടു. മുഴുവൻ തയ്യാറെടുപ്പ് പ്രക്രിയയും കെമിക്കൽ നീരാവി നിക്ഷേപം വഴി തുടർച്ചയായി പൂർത്തീകരിക്കുന്നു, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കോട്ടിംഗ് തയ്യാറാക്കുന്നത് വളരെ ലളിതമാണ്, കൂടാതെ മുഴുവൻ നോസിലിൻ്റെ സമഗ്രമായ പ്രകടനവും ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നു.
czohr മോണോക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കണിനായി ഗ്രാഫൈറ്റ് ഗൈഡ് ട്യൂബിൻ്റെ മാട്രിക്സ് ശക്തിപ്പെടുത്തലും ഉപരിതല കോട്ടിംഗും ഗവേഷകർ നിർദ്ദേശിച്ചു. ലഭിച്ച സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സ്ലറി ഗ്രാഫൈറ്റ് ഗൈഡ് ട്യൂബിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ 30-50 μm കോട്ടിംഗ് കനം ഉപയോഗിച്ച് ബ്രഷ് കോട്ടിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ സ്പ്രേ കോട്ടിംഗ് രീതി ഉപയോഗിച്ച് ഏകതാനമായി പൂശുന്നു, തുടർന്ന് ഇൻ-സിറ്റുവിലെ പ്രതികരണത്തിനായി ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ചൂളയിൽ സ്ഥാപിച്ചു, പ്രതികരണ താപനില. 1850~2300 ℃ ആയിരുന്നു, ചൂട് സംരക്ഷണം 2~6h ആയിരുന്നു. SiC പുറം പാളി 24 ഇഞ്ച് (60.96 സെൻ്റീമീറ്റർ) സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രോത്ത് ഫർണസിൽ ഉപയോഗിക്കാം, കൂടാതെ ഉപയോഗ താപനില 1500 ℃ ആണ്, കൂടാതെ 1500h ന് ശേഷം ഗ്രാഫൈറ്റ് ഗൈഡ് സിലിണ്ടറിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ പൊട്ടലും വീഴുന്ന പൊടിയും ഇല്ലെന്ന് കണ്ടെത്തി. .
1.3 ഇൻസുലേഷൻ സിലിണ്ടറിലെ ആപ്ലിക്കേഷനും ഗവേഷണ പുരോഗതിയും
മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ തെർമൽ ഫീൽഡ് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളിലൊന്നായി, ഇൻസുലേഷൻ സിലിണ്ടർ പ്രധാനമായും താപനഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നതിനും താപ ഫീൽഡ് പരിസ്ഥിതിയുടെ താപനില ഗ്രേഡിയൻ്റ് നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു. സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ ചൂളയുടെ ആന്തരിക മതിൽ ഇൻസുലേഷൻ പാളിയുടെ ഒരു പിന്തുണാ ഭാഗമായി, സിലിക്കൺ നീരാവി നാശം സ്ലാഗ് ഡ്രോപ്പിംഗിലേക്കും ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ വിള്ളലിലേക്കും നയിക്കുന്നു, ഇത് ഒടുവിൽ ഉൽപ്പന്ന പരാജയത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.
സി/സി-സിക് കോമ്പോസിറ്റ് ഇൻസുലേഷൻ ട്യൂബിൻ്റെ സിലിക്കൺ നീരാവി നാശ പ്രതിരോധം കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഗവേഷകർ തയ്യാറാക്കിയ സി/സി-സിക് കോമ്പോസിറ്റ് ഇൻസുലേഷൻ ട്യൂബ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ കെമിക്കൽ നീരാവി പ്രതികരണ ചൂളയിൽ ഇടുകയും ഇടതൂർന്ന സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കോട്ടിംഗ് തയ്യാറാക്കുകയും ചെയ്തു. രാസ നീരാവി നിക്ഷേപ പ്രക്രിയ വഴി C/ C-sic കോമ്പോസിറ്റ് ഇൻസുലേഷൻ ട്യൂബ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഉപരിതലം. സിലിക്കൺ നീരാവി ഉപയോഗിച്ച് സി/സി-സിക് കോമ്പോസിറ്റിൻ്റെ കാമ്പിലെ കാർബൺ ഫൈബറിൻ്റെ നാശത്തെ ഫലപ്രദമായി തടയാൻ ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് കഴിയുമെന്നും കാർബൺ/കാർബൺ സംയുക്തവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ സിലിക്കൺ നീരാവിയുടെ നാശ പ്രതിരോധം 5 മുതൽ 10 മടങ്ങ് വരെ വർദ്ധിക്കുമെന്നും ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ഇൻസുലേഷൻ സിലിണ്ടറിൻ്റെ സേവന ജീവിതവും തെർമൽ ഫീൽഡ് പരിസ്ഥിതിയുടെ സുരക്ഷയും വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.
2. നിഗമനവും പ്രതീക്ഷയും
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കോട്ടിംഗ്ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ മികച്ച ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധം ഉള്ളതിനാൽ കാർബൺ/കാർബൺ തെർമൽ ഫീൽഡ് മെറ്റീരിയലുകളിൽ ഇത് കൂടുതൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ ഉൽപാദനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന കാർബൺ/കാർബൺ തെർമൽ ഫീൽഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ വലുപ്പം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, താപ ഫീൽഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കോട്ടിംഗിൻ്റെ ഏകീകൃതത എങ്ങനെ മെച്ചപ്പെടുത്താം, കാർബൺ/കാർബൺ തെർമൽ ഫീൽഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ സേവനജീവിതം എങ്ങനെ മെച്ചപ്പെടുത്താം എന്നത് അടിയന്തിര പ്രശ്നമായി മാറിയിരിക്കുന്നു. പരിഹരിക്കാൻ.
മറുവശത്ത്, മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ വ്യവസായത്തിൻ്റെ വികസനത്തോടൊപ്പം, ഉയർന്ന പ്യൂരിറ്റി കാർബൺ/കാർബൺ തെർമൽ ഫീൽഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ ആവശ്യവും വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്, പ്രതികരണ സമയത്ത് ആന്തരിക കാർബൺ നാരുകളിൽ SiC നാനോ ഫൈബറുകളും വളരുന്നു. പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ തയ്യാറാക്കിയ C/ C-ZRC, C/ C-sic ZrC എന്നിവയുടെ മാസ് അബ്ലേഷൻ, ലീനിയർ അബ്ലേഷൻ നിരക്കുകൾ യഥാക്രമം -0.32 mg/s, 2.57 μm/s എന്നിവയാണ്. C/ C-sic -ZrC കമ്പോസിറ്റുകളുടെ പിണ്ഡവും ലൈൻ അബ്ലേഷൻ നിരക്കും യഥാക്രമം -0.24mg/s, 1.66 μm/s എന്നിവയാണ്. SiC നാനോഫൈബറുകളുള്ള C/ C-ZRC കോമ്പോസിറ്റുകൾക്ക് മികച്ച അബ്ലേറ്റീവ് ഗുണങ്ങളുണ്ട്. പിന്നീട്, SiC നാനോ ഫൈബറുകളുടെ വളർച്ചയിൽ വിവിധ കാർബൺ സ്രോതസ്സുകളുടെ സ്വാധീനവും C/ C-ZRC കോമ്പോസിറ്റുകളുടെ അബ്ലേറ്റീവ് ഗുണങ്ങളെ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്ന SiC നാനോ ഫൈബറുകളുടെ സംവിധാനവും പഠിക്കും.
രാസ നീരാവി പെർമിയേഷൻ പ്രക്രിയയും ഇൻ-സിറ്റു റിയാക്ഷനും വഴി ഒരു കോമ്പോസിറ്റ് കോട്ടിംഗ് കാർബൺ/കാർബൺ കോമ്പോസിറ്റ് ക്രൂസിബിൾ തയ്യാറാക്കി. സംയോജിത കോട്ടിംഗിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കോട്ടിംഗ് (100~300μm), സിലിക്കൺ കോട്ടിംഗ് (10~20μm), സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ് കോട്ടിംഗ് (50~100μm) എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഇത് കാർബൺ/കാർബൺ സംയുക്തത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഉപരിതലത്തിൽ സിലിക്കൺ നീരാവി നാശത്തെ ഫലപ്രദമായി തടയുന്നു ക്രൂശിതമായ. ഉൽപ്പാദന പ്രക്രിയയിൽ, സംയോജിത പൂശിയ കാർബൺ / കാർബൺ സംയുക്ത ക്രൂസിബിളിൻ്റെ നഷ്ടം ഓരോ ചൂളയ്ക്കും 0.04 മില്ലിമീറ്ററാണ്, കൂടാതെ സേവനജീവിതം 180 ചൂളയിൽ എത്താം.
പോസ്റ്റ് സമയം: ഫെബ്രുവരി-22-2024