1 Aplikasi sareng kamajuan panalungtikan palapis silikon karbida dina bahan médan termal karbon/karbon
1.1 Aplikasi jeung kamajuan panalungtikan dina persiapan crucible
Dina widang termal kristal tunggal, étakarbon / karbon crucibleutamana dipaké salaku wadah mawa pikeun bahan silikon sarta dina kontak jeungquartz crucible, sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 2. Suhu gawé tina crucible karbon / karbon nyaéta ngeunaan 1450 ℃, nu subjected kana erosi ganda tina silikon padet (silikon dioksida) jeung uap silikon, sarta tungtungna crucible jadi ipis atawa boga retakan ring, hasilna gagalna crucible nu.
A palapis komposit karbon/karbon komposit crucible ieu disiapkeun ku prosés permeation uap kimiawi jeung réaksi in-situ. The palapis komposit ieu diwangun ku palapis silikon carbide (100 ~ 300μm), palapis silikon (10 ~ 20μm) jeung palapis silikon nitride (50 ~ 100μm), nu éféktif bisa ngahambat korosi uap silikon dina beungeut jero karbon / karbon komposit crucible. Dina prosés produksi, leungitna komposit coated karbon / karbon komposit crucible nyaeta 0,04 mm per tungku, sarta hirup jasa bisa ngahontal 180 kali tungku.
Para panalungtik ngagunakeun métode réaksi kimiawi pikeun ngahasilkeun palapis silikon carbide seragam dina beungeut crucible karbon / karbon komposit dina kaayaan suhu nu tangtu jeung panangtayungan gas carrier, ngagunakeun silikon dioksida jeung logam silikon salaku bahan baku dina tungku sintering-suhu luhur. Hasilna nunjukkeun yén perlakuan suhu luhur teu ukur ngaronjatkeun purity jeung kakuatan palapis sic, tapi ogé greatly ngaronjatkeun résistansi maké beungeut karbon / komposit karbon, sarta nyegah korosi beungeut crucible ku uap SiO jeung atom oksigén volatile dina tungku silikon monocrystal. Kahirupan jasa crucible ningkat ku 20% dibandingkeun sareng crucible tanpa palapis sic.
1.2 Aplikasi jeung kamajuan panalungtikan dina tube guide aliran
Silinder pituduh ieu lokasina di luhur crucible nu (sakumaha ditémbongkeun dina Gambar 1). Dina prosés narik kristal, bédana suhu antara jero sareng luar lapangan ageung, khususna permukaan handap pangdeukeutna kana bahan silikon molten, suhuna paling luhur, sareng korosi ku uap silikon paling parah.
Panaliti nimukeun prosés anu saderhana sareng résistansi oksidasi anu hadé tina palapis anti oksidasi tabung pituduh sareng metode persiapan. Kahiji, lapisan kumis silikon carbide ieu di-situ tumuwuh dina matrix tina tube pituduh, lajeng lapisan luar silikon carbide padet ieu disiapkeun, ku kituna lapisan transisi SiCw kabentuk antara matrix jeung lapisan permukaan silikon carbide padet, ditémbongkeun saperti dina Gambar 3. Koefisién ékspansi termal éta antara matrix jeung silikon. Éta sacara efektif tiasa ngirangan setrés termal anu disababkeun ku teu cocog tina koefisien ékspansi termal.
Analisis nunjukkeun yén kalayan paningkatan eusi SiCw, ukuran sareng jumlah retakan dina palapis ngirangan. Saatos oksidasi 10h dina hawa 1100 ℃, laju leungitna beurat sampel palapis ngan ukur 0,87% ~ 8,87%, sareng résistansi oksidasi sareng résistansi shock termal tina palapis silikon carbide ningkat pisan. Sakabeh proses persiapan geus réngsé terus ku déposisi uap kimiawi, persiapan palapis silikon carbide ieu greatly disederhanakeun, sarta kinerja komprehensif sakabeh nozzle ieu strengthened.
Para panalungtik ngajukeun metoda matrix strengthening jeung palapis permukaan tube pituduh grafit pikeun silikon monocrystal czohr. The diala silikon carbide slurry ieu seragam coated dina beungeut tube pituduh grafit ku ketebalan palapis 30 ~ 50 μm ku palapis sikat atawa metoda palapis semprot, lajeng disimpen dina tungku suhu luhur pikeun réaksi in-situ, suhu réaksi éta 1850 ~ 2300 ℃, sarta pelestarian panas éta 2~6h. Lapisan luar SiC tiasa dianggo dina tungku pertumbuhan kristal tunggal 24 in (60,96 cm), sareng suhu pamakean 1500 ℃, sareng kapanggih yén teu aya retakan sareng ragrag bubuk dina permukaan silinder pituduh grafit saatos 1500h.
1.3 Aplikasi sareng kamajuan panalungtikan dina silinder insulasi
Salaku salah sahiji komponén konci sistem médan termal silikon monocrystalline, silinder insulasi utamana dipaké pikeun ngurangan leungitna panas tur ngadalikeun gradién suhu lingkungan médan termal. Salaku bagian ngarojong tina lapisan insulasi témbok jero tungku kristal tunggal, korosi uap silikon ngabalukarkeun slag muterna na cracking produk, nu pamustunganana ngabalukarkeun gagalna produk.
Dina raraga jang meberkeun ningkatkeun résistansi korosi uap silikon tina tabung insulasi komposit C / C-sic, peneliti nempatkeun produk tabung insulasi komposit C / C-sic anu disiapkeun kana tungku réaksi uap kimia, sareng nyiapkeun palapis silikon carbide padet dina permukaan produk tabung insulasi komposit C / C-sic ku prosés déposisi uap kimiawi. Hasilna nunjukkeun yén, Prosésna sacara efektif tiasa ngahambat korosi serat karbon dina inti komposit C / C-sic ku uap silikon, sareng résistansi korosi uap silikon ningkat ku 5 dugi ka 10 kali dibandingkeun sareng komposit karbon / karbon, sareng umur jasa silinder insulasi sareng kasalametan lingkungan médan termal ningkat pisan.
2.Kacindekan jeung prospek
Palapis silikon karbidabeuki loba dipaké dina bahan médan termal karbon / karbon kusabab résistansi oksidasi na alus teuing dina suhu luhur. Jeung ngaronjatna ukuran bahan médan termal karbon / karbon dipaké dina produksi silikon monocrystalline, kumaha carana ngaronjatkeun uniformity of palapis silikon carbide dina beungeut bahan médan termal jeung ngaronjatkeun kahirupan jasa bahan médan termal karbon / karbon geus jadi masalah urgent pikeun direngsekeun.
Di sisi anu sanés, kalayan pamekaran industri silikon monocrystalline, paménta pikeun bahan médan termal karbon / karbon murni ogé ningkat, sareng nanofibers SiC ogé tumbuh dina serat karbon internal nalika réaksina. The ablation massa jeung ongkos ablation linier C / C-ZRC jeung C / C-sic ZrC composites disiapkeun ku percobaan anu -0,32 mg / s jeung 2,57 μm / s, mungguh. Laju ablasi massa sareng garis tina komposit C / C-sic -ZrC nyaéta -0.24mg / s sareng 1.66 μm / s, masing-masing. The C / C-ZRC composites kalawan SiC nanofibers boga sipat ablative hadé. Engké, efek tina sumber karbon béda dina tumuwuhna nanofibers SiC jeung mékanisme of SiC nanofibers reinforcing sipat ablative tina C / C-ZRC composites bakal ditalungtik.
A palapis komposit karbon/karbon komposit crucible ieu disiapkeun ku prosés permeation uap kimiawi jeung réaksi in-situ. The palapis komposit ieu diwangun ku palapis silikon carbide (100 ~ 300μm), palapis silikon (10 ~ 20μm) jeung palapis silikon nitride (50 ~ 100μm), nu éféktif bisa ngahambat korosi uap silikon dina beungeut jero karbon / karbon komposit crucible. Dina prosés produksi, leungitna komposit coated karbon / karbon komposit crucible nyaeta 0,04 mm per tungku, sarta hirup jasa bisa ngahontal 180 kali tungku.
waktos pos: Feb-22-2024