1 Пешрафти татбиқ ва тадқиқоти қабати карбиди кремний дар маводи майдони гармии карбон / карбон
1.1 Пешрафти татбиқ ва тадқиқот дар тайёр кардани тигель
Дар майдони гармии монокристалл,карбон / тигели карбонаст, асосан ҳамчун зарфи интиқоли маводи кремний истифода бурда мешавад ва дар тамос аст,тигели кварц, тавре ки дар расми 2 нишон дода шудааст. Ҳарорати кории тигели карбон/карбон тақрибан 1450℃ аст, ки ба эрозияи дукаратаи кремнийи сахт (диоксиди кремний) ва буғи кремний дучор мешавад ва дар ниҳоят тигел тунук мешавад ё кафиши ҳалқа дорад. , ки дар натица аз кор баромадани тигель ба амал омад.
Раванди гузариши буғҳои кимиёвӣ ва реаксияи дар ин ҷо пӯшиши таркибии карбон/карбон тигел омода карда шуд. Қабати композитӣ аз қабати карбиди кремний (100 ~ 300 мкм), қабати кремний (10 ~ 20 мкм) ва қабати нитриди кремний (50 ~ 100 мкм) иборат буд, ки метавонад зангзании буғи кремнийро дар сатҳи дарунии композитсияи карбон / карбон ба таври муассир пешгирӣ кунад. тигель. Дар раванди истеҳсолот, талафоти таркиби композитии карбон / карбон дар як оташдон 0,04 мм аст ва мӯҳлати хидмат метавонад ба 180 маротиба расад.
Муҳаққиқон як усули реаксияи кимиёвиро барои тавлиди як қабати якхелаи карбиди кремний дар рӯи тигели карбон/карбон дар шароити муайяни ҳарорат ва ҳифзи гази интиқолдиҳанда, бо истифода аз гази оксиди кремний ва металли кремний ҳамчун ашёи хом дар синтеризатсияи ҳарорати баланд истифода бурданд. танӯр. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки коркарди ҳарорати баланд на танҳо тозагӣ ва мустаҳкамии қабати sic-ро беҳтар мекунад, балки муқовимати фарсудашавии сатҳи таркиби карбон / карбонро хеле беҳтар мекунад ва зангзании сатҳи тигелро аз буғи SiO пешгирӣ мекунад. ва атомҳои оксигени идоранашаванда дар печи кремнийи монокристаллӣ. Мудлати хизмати тигель назар ба мудлати тигель, ки бе руйпуш на-шудааст, 20 фоиз зиёд мешавад.
1.2 Пешрафти татбиқ ва тадқиқот дар найчаи роҳнамои ҷараён
Цилиндраи роҳнамо дар болои тигель ҷойгир аст (тавре ки дар расми 1 нишон дода шудааст). Дар раванди кашидани кристалл, фарқияти ҳарорат байни дарун ва берун аз майдон калон аст, махсусан сатҳи поён ба маводи кремний гудохта наздиктар аст, ҳарорат баландтарин аст ва зангзании буғи кремний аз ҳама ҷиддӣ аст.
Муҳаққиқон як раванди оддӣ ва муқовимати хуби оксидшавии найчаи роҳнаморо бо рӯйпӯш ва усули омодасозии зиддиоксидшавӣ ихтироъ карданд. Аввалан, дар матритсаи найчаи роҳнамо як қабати виски карбиди кремний парвариш карда шуд ва сипас қабати берунии карбиди кремний омода карда шуд, то дар байни матритса ва қабати зичии карбиди кремний қабати гузариши SiCw ба вуҷуд омад. , чунон ки дар расми 3 нишон дода шудааст. Коэффисиенти васеъшавии гармӣ дар байни матритса ва карбиди кремний буд. Он метавонад ба таври муассир фишори гармиро коҳиш диҳад, ки дар натиҷаи номутобиқатии коэффисиенти васеъшавии гармӣ ба вуҷуд омадааст.
Таҳлилҳо нишон медиҳанд, ки бо зиёд шудани таркиби SiCw ҳаҷм ва шумораи тарқишҳо дар рӯйпӯш кам мешаванд. Пас аз 10 соат оксидшавӣ дар ҳаво 1100 ℃, суръати талафоти вазни намунаи рӯйпӯш танҳо 0,87% ~ 8,87% аст ва муқовимати оксидшавӣ ва муқовимати зарбаи гармии қабати карбиди кремний ба таври назаррас беҳтар карда мешавад. Тамоми процесси тайёрй пай дар пай бо пошидани буги химиявй ба охир мерасад, тайёр кардани кабати карбиди кремний хеле осон карда шуда, кори комплексии тамоми сопло пурзур мегардад.
Муҳаққиқон усули мустаҳкам кардани матритса ва рӯйпӯш кардани найчаи роҳнамои графитро барои кремнийи монокристаллӣ пешниҳод карданд. Шӯрбои карбиди кремнийи ба даст овардашуда дар рӯи найчаи роҳнамои графитӣ бо ғафсии рӯйпӯши 30 ~ 50 мкм бо рӯйпӯши хасу ё усули пошидани дорупошӣ яксон пӯшонида шуд ва сипас дар танӯри ҳарорати баланд барои реаксия дар ҷои ҷойгир карда шуд, ҳарорати реаксия 1850 ~ 2300 ℃ буд ва нигоҳдории гармӣ 2 ~ 6 соат буд. Қабати берунии SiC-ро дар печи ягонаи кристалии 24 дюйм (60,96 см) истифода бурдан мумкин аст ва ҳарорати истифода 1500 ℃ аст ва маълум мешавад, ки пас аз 1500 соат дар рӯи силиндраи роҳнамои графит хокаи кафидан ва афтидан вуҷуд надорад. .
1.3 Пешрафти татбиқ ва тадқиқот дар силиндраи изолятсия
Ҳамчун яке аз ҷузъҳои асосии системаи майдони гармии кремнийи монокристаллӣ, силиндраи изолятсия асосан барои кам кардани талафоти гармӣ ва назорати градиенти ҳарорати муҳити майдони гармӣ истифода мешавад. Ҳамчун як қисми пуштибонии қабати изолятсияи девори дарунии кӯраи яккристалл, зангзании буғи кремний боиси рехтани шлак ва кафидани маҳсулот мегардад, ки дар ниҳоят ба шикасти маҳсулот оварда мерасонад.
Бо мақсади боз ҳам баланд бардоштани муқовимат ба зангзании буғи кремнийи найчаи изолятсияи таркибии C/C-sic, муҳаққиқон маҳсулоти тайёршудаи найҳои изолятсияи C/C-sic-ро ба кӯраи реаксияи буғҳои кимиёвӣ гузоштанд ва рӯйпӯши зиччи карбиди кремний омода карданд. сатҳи маҳсулоти найҳои изолятсияи таркибии C/ C-sic тавассути раванди рехтани буғи химиявӣ. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки ин раванд метавонад зангзании нахи карбонро дар ядрои таркибии C/C-sic тавассути буғи кремний ҷилавгирӣ кунад ва муқовимат ба зангзании буғи кремний дар муқоиса бо таркиби карбон / карбон аз 5 то 10 маротиба зиёд мешавад, ва мӯҳлати хизмати силиндраи изолятсия ва бехатарии муҳити майдони гармӣ хеле беҳтар карда мешавад.
2. Хулоса ва дурнамо
Сарпӯши карбиди кремнийаз сабаби муқовимати аълои оксидшавӣ дар ҳарорати баланд дар маводҳои майдони гармии карбон/карбон торафт васеътар истифода мешавад. Бо афзоиши андозаи масолеҳи майдони гармии карбон / карбон, ки дар истеҳсоли кремнийи монокристаллӣ истифода мешаванд, чӣ гуна беҳтар кардани якрангии қабати карбиди кремний дар рӯи масолеҳи майдони гармӣ ва беҳтар кардани мӯҳлати хидмати маводи майдони гармии карбон / карбон як мушкилоти таъхирнопазир гардид. хал карда шавад.
Аз тарафи дигар, бо рушди саноати кремнийи монокристаллӣ, талабот ба маводи майдони гармии карбон / карбон баланд низ меафзояд ва нанофилҳои SiC низ дар нахҳои карбон дар давоми реаксия парвариш карда мешаванд. Сатҳи абляцияи оммавӣ ва абляцияи хаттии композитҳои C/ C-ZRC ва C/ C-sic ZrC, ки тавассути таҷрибаҳо омода шудаанд, мутаносибан -0,32 мг/с ва 2,57 мкм/с мебошанд. Сатҳи абляцияи масса ва хатти композитҳои C/ C-sic -ZrC мутаносибан -0,24 мг/с ва 1,66 мкм/с мебошанд. Композитҳои C/ C-ZRC бо нанофилҳои SiC хосиятҳои аблактивии беҳтар доранд. Баъдтар, таъсири манбаҳои гуногуни карбон ба афзоиши нанофилҳои SiC ва механизми нанофилҳои SiC, ки хосиятҳои аблактивии композитҳои C/C-ZRC-ро тақвият медиҳанд, омӯхта мешаванд.
Раванди гузариши буғҳои кимиёвӣ ва реаксияи дар ин ҷо пӯшиши таркибии карбон/карбон тигел омода карда шуд. Қабати композитӣ аз қабати карбиди кремний (100 ~ 300 мкм), қабати кремний (10 ~ 20 мкм) ва қабати нитриди кремний (50 ~ 100 мкм) иборат буд, ки метавонад зангзании буғи кремнийро дар сатҳи дарунии композитсияи карбон / карбон ба таври муассир пешгирӣ кунад. тигель. Дар раванди истеҳсолот, талафоти таркиби композитии карбон / карбон дар як оташдон 0,04 мм аст ва мӯҳлати хидмат метавонад ба 180 маротиба расад.
Вақти фиристодан: феврал-22-2024