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 silikon padet (silikon dioksida) jeung uap silikon, sarta tungtungna crucible jadi ipis atawa boga retakan ring, hasilna gagalna crucible.
A palapis komposit karbon/karbon komposit crucible ieu disiapkeun ku prosés permeation uap kimiawi jeung réaksi in-situ. Lapisan komposit diwangun ku palapis silikon karbida (100~300μm), palapis silikon (10~20μm) jeung palapis silikon nitrida (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 sintering suhu luhur. tungku. Hasilna nunjukkeun yén perlakuan suhu luhur henteu ngan ukur ningkatkeun kamurnian sareng kakuatan palapis sic, tapi ogé ningkatkeun résistansi ngagem permukaan komposit karbon / karbon, sareng nyegah korosi permukaan 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 pituduh 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. Koéfisién ékspansi termal éta antara matrix jeung silikon carbide. 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 10h oksidasi dina 1100℃hawa, laju leungitna beurat sampel palapis ngan 0.87% ~ 8.87%, sarta résistansi oksidasi sarta résistansi shock termal tina palapis silikon carbide anu greatly ningkat. 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 czohr monocrystal silikon. The diala silikon carbide slurry ieu seragam coated dina beungeut tube pituduh grafit kalayan ketebalan palapis 30 ~ 50μm 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 panggunaan 1500℃, Sarta eta kapanggih yén euweuh cracking sarta ragrag bubuk dina beungeut silinder pituduh grafit sanggeus 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.
Pikeun salajengna ningkatkeun résistansi korosi uap silikon tina tabung insulasi komposit C / C-sic, panalungtik nempatkeun produk tabung insulasi komposit C / C-sic anu disiapkeun kana tungku réaksi uap kimia, sareng nyiapkeun palapis silikon karbida padet dina tungku. 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 kahirupan 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. Kalayan 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 tina karbon / bahan médan termal 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. Laju ablasi massa sareng ablasi linier tina komposit C/C-ZRC sareng C/C-sic ZrC anu disusun ku percobaan nyaéta -0.32 mg/s sareng 2.57μm/s, masing-masing. Laju ablasi massa sareng garis tina komposit C/C-sic-ZrC nyaéta -0.24mg/s sareng 1.66μm/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. Lapisan komposit diwangun ku palapis silikon karbida (100~300μm), palapis silikon (10~20μm) jeung palapis silikon nitrida (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