Monokristally kremniy-2 üçin uglerod / uglerod ýylylyk meýdan materiallarynda SiC örtüginiň ulanylyşy we gözleg işleri

1 Uglerod / uglerod ýylylyk meýdan materiallarynda kremniy karbid örtüginiň ulanylyşy we gözlegleri

1.1 Möhüm taýýarlykda ulanmak we gözleg

Singleeke-täk kristal ýylylyk meýdanyndauglerod / uglerodesasan kremniy material üçin göteriji gämi hökmünde ulanylýar we bilen aragatnaşykdakwars haçly2-nji suratda görkezilişi ýaly, gaty kremniniň (kremniniň dioksidi) we kremniniň bugynyň goşa eroziýasyna sezewar bolan uglerodyň / uglerodyň iş temperaturasy takmynan 1450 is bolup, iň soňunda çüýrän inçe bolýar ýa-da halka ýarylýar. , haçlylaryň şowsuzlygyna getirýär.

Birleşdirilen örtükli uglerod / uglerod birleşýän himiki buglaryň geçiş prosesi we in-situ reaksiýasy bilen taýýarlandy. Birleşdirilen örtük, kremniniň karbid örtüginden (100 ~ 300μm), kremniniň örtüginden (10 ~ 20μm) we kremniniň nitrid örtüginden (50 ~ 100μm) ybarat bolup, uglerod / uglerod birleşmesiniň içki ýüzünde kremniý bugynyň poslamagyny netijeli saklap biler. wajyp. Önümçilik prosesinde birleşdirilen örtülen uglerod / uglerod birleşmesi ýitirilmegi, bir peç üçin 0,04 mm, hyzmat möhleti bolsa 180 peje ýetip biler.

Gözlegçiler himiki reaksiýa usulyny ulanyp, belli bir temperatura şertlerinde wajyp bolan uglerod / uglerod birleşmesiniň üstünde we kremniniň dioksidi we kremniý metaldan ýokary temperatura sinterinde çig mal hökmünde birmeňzeş kremniý karbid örtügini döretmek üçin ulandylar. peç Netijeler, ýokary temperatura bejergisiniň diňe bir örtügiň arassalygyny we güýjüni ýokarlandyrman, eýsem uglerod / uglerod birleşmesiniň üstündäki könelişme garşylygyny ep-esli gowulaşdyrýandygyny we SiO bugy bilen çüýrän ýeriň poslamagynyň öňüni alýandygyny görkezýär. we monokristal kremniý peçindäki üýtgäp durýan kislorod atomlary. Haçlylaryň hyzmat ediş möhleti, örtüksiz haçlylaryňky bilen deňeşdirilende 20% ýokarlanýar.

1.2 Akym gollanma turbasynda ulanmak we gözleg

Gollanma silindri iň möhüm ýerde ýerleşýär (1-nji suratda görkezilişi ýaly). Kristal çekmek prosesinde meýdanyň içindäki we daşyndaky temperatura tapawudy uly, esasanam aşaky eredilen kremniniň materialyna iň ýakyn, temperatura iň ýokary we kremniý bugynyň poslamagy iň çynlakaýdyr.

Gözlegçiler ýönekeý bir prosesi we gollanma turbasynyň antioksidasiýa örtügi we taýýarlyk usulynyň gowy okislenme garşylygyny oýlap tapdylar. Ilki bilen ýol görkeziji turbanyň matrisasynda kremniy karbid pyşyrdynyň bir gatlagy ösdürilip ýetişdirildi, soňra bolsa matrisa bilen dykyz kremniy karbid üst gatlagynyň arasynda SiCw geçiş gatlagy emele gelip, dykyz kremniy karbid daşky gatlagy taýýarlandy. 3-nji suratda görkezilişi ýaly termiki giňelme koeffisiýenti matrisa bilen kremniniň karbidiniň arasynda boldy. Malylylyk giňelme koeffisiýentiniň gabat gelmezligi sebäpli dörän ýylylyk stresini netijeli azaldyp biler.

Derňew, SiCw mazmunynyň köpelmegi bilen örtükdäki çatryklaryň ululygynyň we sanynyň azalýandygyny görkezýär. 1100 ℃ howada 10 sagat okislenenden soň, örtük nusgasynyň agramynyň peselmegi bary-ýogy 0.87% ~ 8.87%, kremniniň karbid örtüginiň okislenme garşylygy we termiki zarba garşylygy ep-esli gowulaşýar. Taýýarlyk prosesi himiki buglaryň çökmegi bilen üznüksiz tamamlanýar, kremniy karbid örtügini taýýarlamak gaty ýönekeýleşdirilýär we tutuş burnuň hemmetaraplaýyn öndürijiligi güýçlendirilýär.

Gözlegçiler, czohr monokristal kremniy üçin grafit gollanma turbasynyň matrisany güýçlendirmek we ýerüsti örtmek usulyny teklip etdiler. Alnan kremniy karbid süýümi, çotga örtügi ýa-da pürküji örtük usuly bilen 30 ~ 50 μm galyňlykdaky grafit gollanma turbasynyň üstünde birmeňzeş örtüldi, soňra ýagdaýdaky reaksiýa, reaksiýa temperaturasy üçin ýokary temperatura peçine ýerleşdirildi 1850 ~ 2300 was, ýylylygy tygşytlamak 2 ~ 6s boldy. SiC daşky gatlagyny 24 (60,96 sm) bir kristal ösüş peçinde ulanyp bolýar, ulanyş temperaturasy 1500 and, 1500h-den soň grafit gollanma silindriniň üstünde döwülýän we gaçýan tozanyň ýokdugy ýüze çykaryldy. .

1.3 izolýasiýa silindrinde ulanmak we gözleg

Monokristally kremniý ýylylyk meýdan ulgamynyň esasy düzüm böleklerinden biri hökmünde izolýasiýa silindri esasan ýylylyk ýitgisini azaltmak we ýylylyk meýdany gurşawynyň temperatura gradiýentine gözegçilik etmek üçin ulanylýar. Singleeke kristal peçiň içki diwar izolýasiýa gatlagynyň goldaw beriji bölegi hökmünde kremniniň bug poslamagy önümiň şlaklaryň gaçmagyna we ýarylmagyna getirýär, netijede önümiň näsazlygyna sebäp bolýar.

Gözlegçiler, C / C-sic kompozit izolýasiýa turbasynyň kremniý buglarynyň poslama garşylygyny has-da güýçlendirmek üçin taýýarlanan C / C-sic kompozit izolýasiýa turba önümlerini himiki bug reaksiýa peçine goýdular we dykyz kremniy karbid örtügini taýýarladylar. Himiki buglary çökdürmek prosesi bilen C / C-sic kompozit izolýasiýa turba önümleriniň üstü. Netijeler, bu prosesiň kremniý bugy bilen C / C-sic birleşmesiniň ýadrosynda uglerod süýüminiň poslamagyny netijeli saklap biljekdigini we kremniniň bugynyň poslama garşylygy uglerod / uglerod birleşmesi bilen deňeşdirilende 5-10 esse ýokarlanýandygyny görkezýär, we izolýasiýa silindriniň hyzmat ediş möhleti we ýylylyk meýdan gurşawynyň howpsuzlygy ep-esli ýokarlanýar.

2. Netije we geljegi

Silikon karbid örtügicarbonokary temperaturada ajaýyp okislenme garşylygy sebäpli uglerod / uglerod ýylylyk meýdan materiallarynda has giňden ulanylýar. Monokristally kremniniň önümçiliginde ulanylýan uglerod / uglerod ýylylyk meýdan materiallarynyň ulalmagy bilen, ýylylyk meýdan materiallarynyň üstündäki kremniy karbid örtüginiň birmeňzeşligini nädip ýokarlandyrmaly we uglerod / uglerod ýylylyk meýdan materiallarynyň hyzmat möhletini gowulandyrmaly? çözülmeli.

Beýleki tarapdan, monokristally kremniniň senagatynyň ösmegi bilen ýokary arassa uglerod / uglerod ýylylyk meýdan materiallaryna bolan isleg hem artýar we reaksiýa wagtynda içki uglerod süýümlerinde SiC nanofibrleri hem ösdürilýär. Synaglar bilen taýýarlanan C / C-ZRC we C / C-sic ZrC kompozitleriniň köpçülikleýin ablasiýa we çyzykly ablasiýa derejeleri degişlilikde -0.32 mg / s we 2,57 μm / s. C / C-sic -ZrC kompozitleriniň massa we çyzyk ablasiýa derejesi degişlilikde -0.24mg / s we 1,66 μm / s. SiC nanofibrleri bolan C / C-ZRC kompozitleri has gowy ablatiw häsiýetlere eýe. Soňra dürli uglerod çeşmeleriniň SiC nanofibrleriniň ösmegine edýän täsiri we C / C-ZRC kompozitleriniň ablatiw häsiýetlerini güýçlendirýän SiC nanofibrleriniň mehanizmi öwreniler.

Birleşdirilen örtükli uglerod / uglerod birleşýän himiki buglaryň geçiş prosesi we in-situ reaksiýasy bilen taýýarlandy. Birleşdirilen örtük, kremniniň karbid örtüginden (100 ~ 300μm), kremniniň örtüginden (10 ~ 20μm) we kremniniň nitrid örtüginden (50 ~ 100μm) ybarat bolup, uglerod / uglerod birleşmesiniň içki ýüzünde kremniý bugynyň poslamagyny netijeli saklap biler. wajyp. Önümçilik prosesinde birleşdirilen örtülen uglerod / uglerod birleşmesi ýitirilmegi, bir peç üçin 0,04 mm, hyzmat möhleti bolsa 180 peje ýetip biler.