Codsiga iyo horumarka cilmi baarista ee daahan SiC ee ku jira kaarboon/kaarboon kulaylka alaabta garoonka ee monocrystalline silicon-2

1 Codsiga iyo horumarka cilmi baarista ee daahan silikoon carbide ee ku jira kaarboon/kaarboonka kulaylka alaabta goobta

1.1 Codsiga iyo horumarka cilmi-baarista ee diyaarinta cufan

Goobta kulaylka ah ee hal crystal, ahKaarboon/kaarboon cruciblewaxaa inta badan loo isticmaalaa sida weel lagu qaado walxaha silikoon oo xiriir la lehquartz crucible, sida ku cad sawirka 2. Heerkulka shaqada ee kaarboonka / kaarboonku wuxuu ku dhow yahay 1450 ℃, kaas oo lagu sakhiray nabaad guurka labanlaab ah ee Silikon adag (silicon dioxide) iyo uumiga silikoon, ugu dambayntii weelku wuu dhuuban yahay ama wuxuu leeyahay dildilaac giraan ah. , taas oo keentay fashilka ku yimid saqafka.

Dahaar isku dhafan oo kaarboon/kaarboon ah oo kaarboon ah oo isku dhafan ayaa lagu diyaariyey habka uumiga kiimikaad iyo falcelinta goobta dhexdeeda. Daahanka isku dhafan wuxuu ka kooban yahay daahan silikoon carbide ah (100 ~ 300μm), daahan silikon (10 ~ 20μm) iyo daahan silicon nitride (50 ~ 100μm), kaas oo si wax ku ool ah u joojin kara daxalka ee uumiga silikon dusha gudaha ee carbon / carbon isku dhafan. cufan. Habka wax-soo-saarka, luminta kaarboon/kaarboonka isku-dhafka ah ee dahaarka leh ee isku-dhafka ah waa 0.04 mm foornada, iyo nolosha adeeggu waxay gaari kartaa 180 jeer foornada.

Cilmi-baadhayaashu waxay isticmaaleen hab fal-celin kiimiko ah si ay u abuuraan daahan isku mid ah oo silikoon carbide ah oo ku yaal dusha sare ee kaarboon/carbon isku-dhafka ah ee hoos yimaada xaaladaha heerkulka qaarkood iyo ilaalinta gaaska side, iyaga oo isticmaalaya silikoon dioxide iyo birta silikoon sida alaabta ceeriin ee heerkul sare. foornada. Natiijooyinku waxay muujinayaan in daawaynta heerkulku aanu kaliya hagaajinaynin nadiifnimada iyo xoogga dahaarka sic, laakiin sidoo kale waxay si weyn u wanaajisaa caabbinta xidhashada dusha sare ee kaarboonka / kaarboonka, waxayna ka hortagtaa daxalka dusha sare ee crucible by uumiga SiO iyo atamka oksijiinta ee kacsan ee foornada silikoonka monocrystal. Nolosha adeeg ee kuleylku waxa ay kordhisay 20% marka la barbar dhigo kan aan dahaarka lahayn.

1.2 Codsiga iyo horumarka cilmi baarista ee tuubada hagaha socodka

Dhululubada hagaha waxa ay ku yaalaan meel ka sarraysa meesha la kariyey (sida ku cad sawirka 1). Inta lagu jiro habka jiidashada crystal, farqiga heerkulka u dhexeeya gudaha iyo dibadda garoonka waa weyn, gaar ahaan dusha hoose wuxuu ku dhow yahay walxaha silikoon dhalaalaysa, heerkulku waa ugu sarreeya, iyo daxalka by uumiga silikon waa tan ugu daran.

Cilmi-baadhayaashu waxay alifeen hab fudud iyo iska caabin oksaydh oo wanaagsan oo ah tuubada hagaha dahaarka anti-oxidation iyo habka diyaarinta. Marka hore, lakabka silikoon carbide whisker ayaa ku dhex koray shaxanka tuubada hagaha, ka dibna lakabka sare ee silikoon carbide cufan ayaa la diyaariyey, si lakabka kala-guurka ee SiCw uu u dhexeeyo matrixka iyo lakabka dusha sare ee silikoon carbide cufan. , sida ku cad Jaantuska 3. Isku-dhafka fidinta kulaylku wuxuu u dhexeeyay matrix iyo carbide silicon. Waxay si wax ku ool ah u yareyn kartaa diiqada kulaylka ee ay keento is-waafajinta isku-dhafka fidinta kulaylka.

Falanqaynta waxay muujineysaa in kororka maadada SiCw, xajmiga iyo tirada dildilaaca dahaarka ay hoos u dhacaan. Ka dib markii oxidation 10h ee 1100 ℃ hawada, heerka miisaanka lumay ee muunad daahan kaliya 0.87% ~ 8.87%, iyo iska caabin oksaydhka iyo caabbinta naxdinta kulaylka ee daahan silicon carbide ah ayaa si weyn loo hagaajiyey. Habka diyaarinta oo dhan si joogto ah ayaa loo dhammeeyaa iyada oo la dhigayo uumiga kiimikada, diyaarinta daahan silikoon carbide ah ayaa si weyn loo fududeeyay, iyo waxqabadka dhamaystiran ee santuuqa oo dhan waa la xoojiyaa.

Cilmi-baadhayaashu waxay soo jeediyeen habka xoojinta matrixka iyo daahan dusha sare ee tuubada hagaha graphite ee silikon czohr monocrystal. slurry Silicon carbide ee la helay ayaa si isku mid ah loogu dahaadhay dusha sare ee tuubada hagaha garaafka oo leh dhumuc dahaar ah oo ah 30 ~ 50 μm daahan buraashka ama habka daahan buufinta, ka dibna lagu dhejiyay foorno heerkul sare ah falcelinta gudaha, heerkulka falcelinta waxay ahayd 1850 ~ 2300 ℃, iyo ilaalinta kulaylku waxay ahayd 2 ~ 6h. Lakabka sare ee SiC waxaa loo isticmaali karaa 24 in (60.96 cm) foornada koritaanka crystal ee hal, iyo heerkulka adeegsigu waa 1500 ℃, waxaana la ogaaday in aysan jirin dillaac iyo budada ku dhacaya dusha sare ee dhululubada hagaha garaafiga ka dib 1500h .

1.3 Codsiga iyo horumarka cilmi-baarista ee dhululubada dahaarka

Sida mid ka mid ah qaybaha muhiimka ah ee nidaamka kuleyliyaha silikoon monocrystalline, dhululubada dahaarka waxaa inta badan loo isticmaalaa si loo yareeyo luminta kulaylka iyo xakameynta heerkulka heerkulka jawiga kulaylka. Iyada oo qayb ka ah qayb ka mid ah lakabka dahaarka gidaarka gudaha ee foornada kareemka ah, daxalka uumiga silikoonku wuxuu keenaa hoos u dhaca iyo dildilaaca alaabta, taas oo aakhirka keenta guuldarada alaabta.

Si loo sii wanaajiyo iska caabbinta uumiga silikoon ee tuubada dahaarka ee C/C-sic, cilmi-baarayaashu waxay diyaariyeen alaabada tuubada dahaarka ee C/C-sic foornada falcelinta uumiga kiimikada, waxayna diyaariyeen daahan cufan silikoon carbide dusha sare ee C/C-sic ka samaysan tuubada dahaarka ee habka kaydinta uumiga kiimikada. Natiijooyinku waxay muujinayaan in, Nidaamku si wax ku ool ah u xakameyn karo daxalka fiber carbon ee xudunta u ah C / C-sic composite by uumiga silikon, iyo iska caabbinta daxalka ee uumiga silikon waxaa kordhay 5 ilaa 10 jeer marka la barbar dhigo kaarboon / kaarboon isku dhafan, iyo nolosha adeegga dhululubada dahaarka iyo badbaadada deegaanka kulaylka ayaa si weyn loo hagaajiyay.

2.Gabagabo iyo rajo

Dahaarka silikoon carbidewaxaa aad iyo aad loogu isticmaalaa qalabka kaarboon/kaarboonka kulaylka sababtoo ah caabbinta oksaydhka ee heerkulkeedu sarreeyo. Iyada oo xajmiga sii kordhaya ee kaarboonka / kaarboonka qalabka kuleylka ee loo isticmaalo soosaarka silikoon monocrystalline, sida loo hagaajiyo isku midka ah ee daahan silikoon carbide ee dusha sare ee alaabta goobta kulaylka iyo hagaajinta nolosha adeegga qalabka kaarboon / kaarboonka kuleylka ayaa noqday dhibaato degdeg ah. in la xaliyo.

Dhanka kale, iyada oo la horumarinayo warshadaha silikoon monocrystalline, baahida loo qabo saafiga sare ee kaarboon / kaarboon kuleyliyaha kuleylka ayaa sidoo kale sii kordhaya, iyo SiC nanofibers ayaa sidoo kale lagu koray fiilooyinka carbon gudaha inta lagu jiro falcelinta. Cabbiraadda tirada badan iyo heerarka xajinta tooska ah ee C/C-ZRC iyo C/C-sic ZrC isku-dhafka ah ee lagu diyaariyey tijaabooyinku waa -0.32 mg/s iyo 2.57 μm/s, siday u kala horreeyaan. Heerarka xajinta cufka iyo xariiqda C/C-sic-ZrC isku-dhafka waa -0.24mg/s iyo 1.66 μm/s, siday u kala horreeyaan. Isku-dhafka C/C-ZRC ee leh SiC nanofibers waxay leeyihiin sifooyin ka-baxsan. Ka dib, saamaynta ilaha kaarboonka ee kala duwan ee koritaanka SiC nanofibers iyo habka SiC nanofibers ee xoojiya sifooyinka wax-ka-qabashada ee isku-dhafka C/C-ZRC ayaa la baran doonaa.

Dahaar isku dhafan oo kaarboon/kaarboon ah oo kaarboon ah oo isku dhafan ayaa lagu diyaariyey habka uumiga kiimikaad iyo falcelinta goobta dhexdeeda. Daahanka isku dhafan wuxuu ka kooban yahay daahan silikoon carbide ah (100 ~ 300μm), daahan silikon (10 ~ 20μm) iyo daahan silicon nitride (50 ~ 100μm), kaas oo si wax ku ool ah u joojin kara daxalka ee uumiga silikon dusha gudaha ee carbon / carbon isku dhafan. cufan. Habka wax-soo-saarka, luminta kaarboon/kaarboonka isku-dhafka ah ee dahaarka leh ee isku-dhafka ah waa 0.04 mm foornada, iyo nolosha adeeggu waxay gaari kartaa 180 jeer foornada.