1 කාබන්/කාබන් තාප ක්ෂේත්ර ද්‍රව්‍යවල සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනයේ යෙදීම් සහ පර්යේෂණ ප්‍රගතිය
1.1 ක්‍රූබල් සකස් කිරීමේදී අයදුම් කිරීම සහ පර්යේෂණ ප්‍රගතිය
තනි ස්ඵටික තාප ක්ෂේත්රයේ, දකාබන් / කාබන් crucibleප්‍රධාන වශයෙන් සිලිකන් ද්‍රව්‍ය සඳහා රැගෙන යන යාත්‍රාවක් ලෙස භාවිතා වන අතර එය සමඟ ස්පර්ශ වේquartz crucible, රූප සටහන 2 හි පෙන්වා ඇති පරිදි. කාබන්/කාබන් කුරුසයේ ක්‍රියාකාරී උෂ්ණත්වය 1450℃ පමණ වන අතර, එය ඝන සිලිකන් (සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ්) සහ සිලිකන් වාෂ්ප ද්විත්ව ඛාදනයට ලක් වන අතර අවසානයේ කුරුසය තුනී වී හෝ මුදු ඉරිතැලීමක් ඇති වේ. , එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස කුරුසයේ අසාර්ථකත්වය.
රසායනික වාෂ්ප පාරගම්ය ක්රියාවලිය සහ ස්ථානගත ප්‍රතික්‍රියාව මගින් සංයුක්ත ආෙල්පන කාබන්/කාබන් සංයුක්ත කුරුසයක් සකස් කරන ලදී. සංයුක්ත ආෙල්පනය සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනය (100~300μm), සිලිකන් ආලේපනය (10~20μm) සහ සිලිකන් නයිට්‍රයිඩ් ආලේපනය (50~100μm) වලින් සමන්විත වූ අතර එමඟින් කාබන්/කාබන් සංයුක්තයේ අභ්යන්තර පෘෂ්ඨයේ සිලිකන් වාෂ්ප විඛාදනයට බාධා කළ හැකිය. cruciable. නිෂ්පාදන ක්රියාවලියේදී, සංයුක්ත ආලේපිත කාබන්/කාබන් සංයුක්ත කෝෂයේ අලාභය උඳුනකට මිලිමීටර් 0.04 ක් වන අතර, සේවා කාලය 180 උඳුන් වාරයකට ළඟා විය හැකිය.
පර්යේෂකයන් විසින් යම් යම් උෂ්ණත්ව තත්ත්ව යටතේ කාබන්/කාබන් සංයුක්ත කුරුසියේ මතුපිට ඒකාකාර සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනයක් උත්පාදනය කිරීම සහ වාහක වායුව ආරක්ෂා කිරීම සඳහා රසායනික ප්‍රතික්‍රියා ක්‍රමයක් භාවිතා කරන ලදී. උදුන. ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්‍රතිකාරය මගින් sic ආලේපනයේ සංශුද්ධතාවය සහ ශක්තිය වැඩි දියුණු කරනවා පමණක් නොව, කාබන්/කාබන් සංයෝගයේ මතුපිට ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය විශාල ලෙස වැඩි දියුණු කරන අතර SiO වාෂ්ප මගින් කුරුසයේ මතුපිට විඛාදනයට ලක්වීම වළක්වන බවයි. සහ මොනොක්‍රිස්ටල් සිලිකන් උදුනේ වාෂ්පශීලී ඔක්සිජන් පරමාණු. සික් ආලේපනයකින් තොරව කුරුසියේ සේවා කාලය 20% කින් වැඩි වේ.
1.2 ප්‍රවාහ මාර්ගෝපදේශ නලයේ යෙදීම් සහ පර්යේෂණ ප්‍රගතිය
මාර්ගෝපදේශක සිලින්ඩරය කුරුසයට ඉහලින් පිහිටා ඇත (රූපය 1 හි පෙන්වා ඇති පරිදි). ස්ඵටික ඇදීමේ ක්රියාවලියේදී, ක්ෂේත්රයේ ඇතුළත හා පිටත අතර උෂ්ණත්ව වෙනස විශාල වේ, විශේෂයෙන් පහළ මතුපිට උණු කළ සිලිකන් ද්රව්යයට ආසන්නව, උෂ්ණත්වය ඉහළම වන අතර සිලිකන් වාෂ්ප මගින් විඛාදනය වඩාත් බරපතල වේ.
පර්යේෂකයන් විසින් මාර්ගෝපදේශ නල ප්‍රතිඔක්සිකරණ ආලේපනය සහ සකස් කිරීමේ ක්‍රමයේ සරල ක්‍රියාවලියක් සහ හොඳ ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධයක් සොයා ගන්නා ලදී. පළමුව, මාර්ගෝපදේශ නළයේ න්‍යාසය මත සිලිකන් කාබයිඩ් විස්කර් තට්ටුවක් වැඩුණු අතර, පසුව ඝන සිලිකන් කාබයිඩ් පිටත තට්ටුවක් සකස් කරන ලදී, එවිට න්‍යාසය සහ ඝන සිලිකන් කාබයිඩ් මතුපිට ස්ථරය අතර SiCw සංක්‍රාන්ති තට්ටුවක් සාදන ලදී. , රූපය 3 හි පෙන්වා ඇති පරිදි. තාප ප්රසාරණයේ සංගුණකය matrix සහ සිලිකන් කාබයිඩ් අතර විය. තාප ප්රසාරණ සංගුණකයේ නොගැලපීම නිසා ඇතිවන තාප පීඩනය ඵලදායී ලෙස අඩු කළ හැකිය.
විශ්ලේෂණය පෙන්නුම් කරන්නේ SiCw අන්තර්ගතය වැඩි වීමත් සමඟ ආලේපනයේ විශාලත්වය සහ ඉරිතැලීම් ගණන අඩු වන බවයි. 1100 ℃ වාතයේ 10h ඔක්සිකරණයෙන් පසුව, ආලේපන සාම්පලයේ බර අඩු කිරීමේ අනුපාතය 0.87% ~ 8.87% ක් පමණක් වන අතර සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනයේ ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය සහ තාප කම්පන ප්‍රතිරෝධය බෙහෙවින් වැඩි දියුණු වේ. සම්පූර්ණ සකස් කිරීමේ ක්රියාවලිය රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම මගින් අඛණ්ඩව සම්පූර්ණ කර ඇති අතර, සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනය සකස් කිරීම බෙහෙවින් සරල කර ඇති අතර, සම්පූර්ණ තුණ්ඩයේ විස්තීර්ණ කාර්යසාධනය ශක්තිමත් වේ.
පර්යේෂකයන් විසින් czohr මොනොක්‍රිස්ටල් සිලිකන් සඳහා ග්‍රැෆයිට් මාර්ගෝපදේශ නලයේ අනුකෘතිය ශක්තිමත් කිරීම සහ මතුපිට ආලේපනය කිරීමේ ක්‍රමයක් යෝජනා කරන ලදී. ලබා ගන්නා ලද සිලිකන් කාබයිඩ් පොහොර, බුරුසු ආලේපනය හෝ ඉසින ආලේපන ක්‍රමය මගින් ග්‍රැෆයිට් මාර්ගෝපදේශ නළයේ මතුපිට 30~50 μm ආෙල්පන ඝණත්වයකින් ඒකාකාරව ආෙල්පනය කරන ලද අතර, පසුව ප්‍රතික්‍රියා උෂ්ණත්වයේ ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්ව උදුනක තබා ඇත. 1850 ~ 2300 ℃, සහ තාප සංරක්ෂණය 2 ~ 6h විය. SiC පිටත ස්ථරය අඟල් 24 (60.96 cm) තනි ස්ඵටික වර්ධන උදුනක භාවිතා කළ හැකි අතර, භාවිත උෂ්ණත්වය 1500 ℃ වන අතර, පැය 1500 න් පසු මිනිරන් මාර්ගෝපදේශක සිලින්ඩරයේ මතුපිට ඉරිතැලීම් සහ වැටීම් කුඩු නොමැති බව සොයාගෙන ඇත. .
1.3 පරිවාරක සිලින්ඩරයේ යෙදීම් සහ පර්යේෂණ ප්‍රගතිය
මොනොක්‍රිස්ටලීන් සිලිකන් තාප ක්ෂේත්ර පද්ධතියේ ප්‍රධාන අංගයක් ලෙස, පරිවාරක සිලින්ඩරය ප්‍රධාන වශයෙන් තාප අලාභය අඩු කිරීමට සහ තාප ක්ෂේත්ර පරිසරයේ උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමය පාලනය කිරීමට භාවිතා කරයි. තනි ස්ඵටික උදුනක අභ්යන්තර බිත්ති පරිවාරක තට්ටුවේ ආධාරක කොටසක් ලෙස, සිලිකන් වාෂ්ප විඛාදනයට ලක්වීම, නිෂ්පාදනයේ ස්ලැග් වැටීම හා ඉරිතැලීමට තුඩු දෙයි, එය අවසානයේ නිෂ්පාදන අසාර්ථක වීමට හේතු වේ.
C/ C-sic සංයුක්ත පරිවාරක නලයේ සිලිකන් වාෂ්ප විඛාදන ප්‍රතිරෝධය තවදුරටත් වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා, පර්යේෂකයන් විසින් සකස් කරන ලද C/ C-sic සංයුක්ත පරිවාරක නල නිෂ්පාදන රසායනික වාෂ්ප ප්‍රතික්‍රියා උදුන තුළට දමා ඝන සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනය සකස් කරන ලදී. රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලිය මගින් C/ C-sic සංයුක්ත පරිවාරක නල නිෂ්පාදනවල මතුපිට. ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කරන්නේ, මෙම ක්‍රියාවලියට C/C-sic සංයුක්තයේ හරය මත කාබන් තන්තු විඛාදනයට සිලිකන් වාෂ්ප මගින් ඵලදායී ලෙස වැළැක්විය හැකි අතර, කාබන්/කාබන් සංයුක්ත හා සසඳන විට සිලිකන් වාෂ්පයේ විඛාදන ප්‍රතිරෝධය 5 සිට 10 ගුණයකින් වැඩි වන බවයි. සහ පරිවාරක සිලින්ඩරයේ සේවා කාලය සහ තාප ක්ෂේත්ර පරිසරයේ ආරක්ෂාව බෙහෙවින් වැඩි දියුණු කර ඇත.
2. නිගමනය සහ අපේක්ෂාව
සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනයඉහළ උෂ්ණත්වයකදී එහි විශිෂ්ට ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය නිසා කාබන්/කාබන් තාප ක්ෂේත්ර ද්‍රව්‍යවල වැඩි වැඩියෙන් භාවිතා වේ. මොනොක්‍රිස්ටලීන් සිලිකන් නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා කරන කාබන්/කාබන් තාප ක්ෂේත්ර ද්‍රව්‍යවල ප්‍රමාණය වැඩිවීමත් සමඟ, තාප ක්ෂේත්ර ද්‍රව්‍යවල මතුපිට සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනයේ ඒකාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කරන්නේ කෙසේද සහ කාබන්/කාබන් තාප ක්ෂේත්ර ද්‍රව්‍යවල සේවා කාලය වැඩි දියුණු කරන්නේ කෙසේද යන්න හදිසි ගැටලුවක් බවට පත්ව ඇත. විසඳිය යුතුයි.
අනෙක් අතට, මොනොක්‍රිස්ටලීන් සිලිකන් කර්මාන්තයේ දියුණුවත් සමඟ, ඉහළ සංශුද්ධතාවයෙන් යුත් කාබන්/කාබන් තාප ක්ෂේත්ර ද්‍රව්‍ය සඳහා ඇති ඉල්ලුම ද වැඩි වෙමින් පවතින අතර, ප්‍රතික්‍රියාව අතරතුර අභ්යන්තර කාබන් තන්තු මත SiC නැනෝ තන්තු ද වර්ධනය වේ. අත්හදා බැලීම් මගින් සකස් කරන ලද C/ C-ZRC සහ C/ C-sic ZrC සංයෝගවල ස්කන්ධ ඉවත් කිරීම සහ රේඛීය ඉවත් කිරීමේ අනුපාත පිළිවෙලින් -0.32 mg/s සහ 2.57 μm/s වේ. C/ C-sic -ZrC සංයුක්තවල ස්කන්ධ සහ රේඛීය ඉවත් කිරීමේ අනුපාත පිළිවෙලින් -0.24mg/s සහ 1.66 μm/s වේ. SiC නැනෝ තන්තු සහිත C/ C-ZRC සංයෝග වඩා හොඳ ඉවත් කිරීමේ ගුණ ඇත. පසුව, SiC නැනෝ තන්තු වල වර්ධනයට විවිධ කාබන් ප්‍රභවයන්ගේ බලපෑම් සහ C/ C-ZRC සංයෝගවල ablative ගුණාංග ශක්තිමත් කරන SiC නැනෝ තන්තු වල යාන්ත්‍රණය අධ්‍යයනය කෙරේ.
රසායනික වාෂ්ප පාරගම්ය ක්රියාවලිය සහ ස්ථානගත ප්‍රතික්‍රියාව මගින් සංයුක්ත ආෙල්පන කාබන්/කාබන් සංයුක්ත කුරුසයක් සකස් කරන ලදී. සංයුක්ත ආෙල්පනය සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපනය (100~300μm), සිලිකන් ආලේපනය (10~20μm) සහ සිලිකන් නයිට්‍රයිඩ් ආලේපනය (50~100μm) වලින් සමන්විත වූ අතර එමඟින් කාබන්/කාබන් සංයුක්තයේ අභ්යන්තර පෘෂ්ඨයේ සිලිකන් වාෂ්ප විඛාදනයට බාධා කළ හැකිය. cruciable. නිෂ්පාදන ක්රියාවලියේදී, සංයුක්ත ආලේපිත කාබන්/කාබන් සංයුක්ත කෝෂයේ අලාභය උඳුනකට මිලිමීටර් 0.04 ක් වන අතර, සේවා කාලය 180 උඳුන් වාරයකට ළඟා විය හැකිය.
පසු කාලය: පෙබරවාරි-22-2024