كرېمنىي كاربون يەككە خرۇستال ئۆسۈش جەريانىدا ، فىزىكىلىق ھور توشۇش ھازىرقى ئاساسلىق سانائەتلىشىش ئۇسۇلى. PVT ئۆسۈش ئۇسۇلى ئۈچۈن ،كرېمنىي كاربون پاراشوكىئۆسۈش جەريانىغا زور تەسىر كۆرسىتىدۇ. بارلىق پارامېتىرلىرىكرېمنىي كاربون پاراشوكىيەككە كىرىستالنىڭ ئۆسۈشى ۋە ئېلېكتر خۇسۇسىيىتىگە بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ. ھازىرقى سانائەت قوللىنىشچان پروگراممىلىرىدا ، كۆپ ئىشلىتىلىدۇكرېمنىي كاربون پاراشوكىبىرىكتۈرۈش جەريانى ئۆزلۈكىدىن تارقىلىدىغان يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق بىرىكتۈرۈش ئۇسۇلى.
ئۆزلۈكىدىن تارقىلىدىغان يۇقىرى تېمپېراتۇرىنى بىرىكتۈرۈش ئۇسۇلى يۇقىرى تېمپېراتۇرىنى ئىشلىتىپ رېئاكتورلارغا دەسلەپكى ئىسسىقلىق ئاتا قىلىپ ، خىمىيىلىك رېئاكسىيەنى باشلايدۇ ، ئاندىن ئۆزىنىڭ خىمىيىلىك رېئاكسىيە ئىسسىقلىقىدىن پايدىلىنىپ ، رېئاكسىيە قىلىنمىغان ماددىلارنىڭ خىمىيىلىك رېئاكسىيەنى داۋاملاشتۇرۇشىغا يول قويىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، Si ۋە C نىڭ خىمىيىلىك رېئاكسىيەسى ئازراق ئىسسىقلىق تارقىتىدىغان بولغاچقا ، باشقا رېئاكتورلارنى قوشۇپ ، ئىنكاسنى ساقلاپ قېلىش كېرەك. شۇڭلاشقا ، نۇرغۇن ئۆلىمالار مۇشۇ ئاساستا ئۆز-ئۆزىنى كېڭەيتىش بىرىكمە ئۇسۇلىنى ياخشىلاپ ، ئاكتىپلاشتۇرغۇچىنى ئوتتۇرىغا قويدى. ئۆزلۈكىدىن تارقىتىش ئۇسۇلىنى يولغا قويۇش بىر قەدەر ئاسان ، ھەر خىل بىرىكمە پارامېتىرلارنى مۇقىم كونترول قىلىش ئاسان. چوڭ كۆلەمدىكى بىرىكمە سانائەتلىشىش ئېھتىياجىنى قاندۇرىدۇ.
1999-يىلىلا ، Bridgeport ئۆزلۈكىدىن تارقىلىدىغان يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق بىرىكتۈرۈش ئۇسۇلىنى ئىشلىتىپ بىرىكتۈرگەنSiC تالقىنى، ئەمما ئۇ ئېتوكىسسىلان ۋە فېنول قالدۇقلىرىنى خام ئەشيا قىلىپ ئىشلەتتى ، بۇ قىممەت ئىدى. گاۋ پەن ۋە باشقىلار يۇقىرى ساپلىقتىكى Si تالقىنى ۋە C تالقىنىنى خام ئەشيا قىلىپ بىرىكتۈردىSiC تالقىنىئارگون ئاتموسفېراسىدىكى يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئىنكاس ئارقىلىق. نىڭ لىنا چوڭ زەررىچە تەييارلىدىSiC تالقىنىئىككىلەمچى بىرىكتۈرۈش ئارقىلىق.
جۇڭگو ئېلېكترون تېخنىكا گورۇھى ئىككىنچى تەتقىقات ئورنى تەتقىق قىلىپ ياساپ چىققان ئوتتۇرا چاستوتا ئىندۇكسىيەلىك ئىسسىنىش ئوچىقى كرېمنىي پاراشوكى بىلەن كاربون پاراشوكىنى مەلۇم ستوئىئومىتىرىيىلىك نىسبەتتە تەكشى ئارىلاشتۇرۇپ ، گرافىكنى كرېستكە مىخلايدۇ. Theگرافىك ھالقىلىققىزىتىش ئۈچۈن ئوتتۇرا چاستوتا ئىندۇكسىيەلىك ئىسسىنىش ئوچىقىغا ئورۇنلاشتۇرۇلغان بولۇپ ، تېمپېراتۇرا ئۆزگىرىشى ئايرىم-ئايرىم ھالدا تۆۋەن تېمپېراتۇرا باسقۇچى ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرا باسقۇچىدىكى كرېمنىي كاربوننى بىرىكتۈرۈش ۋە ئۆزگەرتىشكە ئىشلىتىلىدۇ. تۆۋەن تېمپېراتۇرا باسقۇچىدىكى β-SiC بىرىكتۈرۈش رېئاكسىيەسىنىڭ تېمپېراتۇرىسى سىنىڭ تەۋرىنىش تېمپېراتۇرىسىدىن تۆۋەن بولغاچقا ، β-SiC نىڭ يۇقىرى ۋاكۇئۇم ئاستىدا بىرىكتۈرۈلۈشى ئۆزلۈكىدىن تارقىلىشىغا كاپالەتلىك قىلالايدۇ. --SiC نىڭ بىرىكىشىدە ئارگون ، ھىدروگېن ۋە HCl گازىنى تونۇشتۇرۇش ئۇسۇلى پارچىلىنىشنىڭ ئالدىنى ئالىدۇSiC تالقىنىيۇقىرى تېمپېراتۇرا باسقۇچىدا ، α-SiC تالقىنىدىكى ئازوت مىقدارىنى ئۈنۈملۈك ئازايتالايدۇ.
شەندۇڭ تيەنيۈ بىرىكمە ئوچاق لايىھەلەپ ، سىلان گازىنى كرېمنىي خام ئەشياسى ، كاربون پاراشوكىنى كاربون خام ئەشيا قىلىپ ئىشلەتكەن. تونۇشتۇرۇلغان خام ئەشيا گازىنىڭ مىقدارى ئىككى باسقۇچلۇق بىرىكتۈرۈش ئۇسۇلى ئارقىلىق تەڭشەلدى ، ئەڭ ئاخىرقى بىرىكتۈرۈلگەن كرېمنىي كاربون زەررىچىسى چوڭلۇقى 50 دىن 5000 غىچە.
1 پاراشوك بىرىكتۈرۈش جەريانىدىكى كونترول ئامىللىرى
1.1 پاراشوك زەررىچىسى چوڭلۇقىنىڭ خرۇستال ئۆسۈشىگە بولغان تەسىرى
كرېمنىي كاربون پاراشوكىنىڭ زەررىچە چوڭلۇقى كېيىنكى يەككە خرۇستالنىڭ ئۆسۈشىگە ئىنتايىن مۇھىم تەسىر كۆرسىتىدۇ. PVT ئۇسۇلى ئارقىلىق SiC يەككە كرىستالنىڭ ئۆسۈشى ئاساسلىقى كىرىم باسقۇچىدىكى كرېمنىي ۋە كاربوننىڭ قۇتۇپ نىسبىتىنى ئۆزگەرتىش ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشىدۇ ، كرېمنىي ۋە كاربوننىڭ گاز فازا تەركىبىدىكى قۇتۇپ نىسبىتى كرېمنىي كاربون پاراشوكىنىڭ زەررىچە چوڭلۇقى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. . زەررىچە چوڭلۇقىنىڭ تۆۋەنلىشى بىلەن ئۆسۈش سىستېمىسىنىڭ ئومۇمىي بېسىمى ۋە كرېمنىي-كاربون نىسبىتى ئاشىدۇ. زەررىچە چوڭلۇقى 2-3 مىللىمېتىردىن 0.06 مىللىمېتىرغا تۆۋەنلىگەندە ، كرېمنىي-كاربون نىسبىتى 1.3 دىن 4.0 گە ئۆرلەيدۇ. زەررىچىلەر مەلۇم دەرىجىدە كىچىك بولغاندا ، سى قىسمەن بېسىم كۈچىيىپ ، ئۆسۈپ يېتىلىۋاتقان خرۇستال يۈزىدە بىر قەۋەت سى پىلىم شەكىللىنىپ ، گاز-سۇيۇقلۇق-قاتتىق ئۆسۈشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، بۇ كۆپ مەنبەلىك كەمتۈكلۈك ۋە نۇقسان كەمتۈكلىكىگە تەسىر كۆرسىتىدۇ. خىرۇستالدا. شۇڭلاشقا ، يۇقىرى ساپلىقتىكى كرېمنىي كاربون پاراشوكىنىڭ زەررىچە چوڭ-كىچىكلىكىنى چوقۇم ياخشى كونترول قىلىش كېرەك.
بۇنىڭدىن باشقا ، SiC پاراشوك زەررىچىلىرىنىڭ ھەجىمى بىر قەدەر كىچىك بولغاندا ، پاراشوك تېز پارچىلىنىپ ، SiC يەككە كرىستالنىڭ ھەددىدىن زىيادە ئۆسۈشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. بىر تەرەپتىن ، SiC يەككە كىرىستالنىڭ يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق مۇھىتىدا ، بىرىكتۈرۈش ۋە پارچىلىنىشتىن ئىبارەت ئىككى جەريان بىرلا ۋاقىتتا ئېلىپ بېرىلىدۇ. كرېمنىي كاربون پاراشوكى پارچىلىنىپ ، گاز باسقۇچى ۋە Si ، Si2C ، SiC2 قاتارلىق قاتتىق باسقۇچتا كاربون ھاسىل قىلىدۇ ، نەتىجىدە پولى كرىستال پاراشوكنىڭ ئېغىر كاربونلىشىشى ۋە خرۇستالدا كاربون بىرىكمىسى شەكىللىنىدۇ. يەنە بىر جەھەتتىن ، پاراشوكنىڭ پارچىلىنىش سۈرئىتى بىر قەدەر تېز بولغاندا ، ئۆسكەن SiC يەككە خرۇستالنىڭ خرۇستال تۈزۈلۈشى ئاسانلا ئۆزگىرىپ ، ئۆسۈپ يېتىلىۋاتقان SiC يەككە خرۇستالنىڭ سۈپىتىنى كونترول قىلىش تەسكە توختايدۇ.
1.2 پاراشوك كىرىستال شەكلىنىڭ خرۇستال ئۆسۈشىگە بولغان تەسىرى
PVT ئۇسۇلى ئارقىلىق SiC يەككە خرۇستالنىڭ ئۆسۈشى يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا دەرىجىدىن تاشقىرى قايتا قۇرۇش جەريانى. SiC خام ئەشياسىنىڭ خرۇستال شەكلى خرۇستالنىڭ ئۆسۈشىگە مۇھىم تەسىر كۆرسىتىدۇ. پاراشوك بىرىكتۈرۈش جەريانىدا ، بىرلىك ھۈجەيرىسىنىڭ كۇب قۇرۇلمىسى ۋە تۆۋەن تېمپېراتۇرىنىڭ بىرىكتۈرۈش باسقۇچى (α-SiC) بىرلىك ھۈجەيرىسىنىڭ ئالتە تەرەپلىك قۇرۇلمىسى بىلەن تۆۋەن تېمپېراتۇرا بىرىكتۈرۈش باسقۇچى (α-SiC) ئىشلەپچىقىرىلىدۇ. . نۇرغۇن كرېمنىي كاربون كرىستال شەكلى ۋە تار تېمپېراتۇرىنى كونترول قىلىش دائىرىسى بار. مەسىلەن ، 3C-SiC 1900 سېلسىيە گرادۇستىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا ئالتە تەرەپلىك كرېمنىي كاربون پولىمورفقا يەنى 4H / 6H-SiC غا ئۆزگىرىدۇ.
يەككە كىرىستال ئۆسۈپ يېتىلىش جەريانىدا ، β-SiC پاراشوكى كىرىستالنى ئۆستۈرگەندە ، كرېمنىي-كاربون قۇتۇبىنىڭ نىسبىتى 5.5 تىن يۇقىرى بولىدۇ ، α-SiC تالقىنى كىرىستالنى ئۆستۈرگەندە ، كرېمنىي-كاربون قۇتۇبىنىڭ نىسبىتى 1.2 بولىدۇ. تېمپېراتۇرا ئۆرلىگەندە ، ھالقىلىق باسقۇچتا باسقۇچ خاراكتېرلىك ئۆزگىرىش يۈز بېرىدۇ. بۇ ۋاقىتتا ، گاز باسقۇچىدىكى قۇتۇپ نىسبىتى تېخىمۇ چوڭىيىدۇ ، بۇ كىرىستالنىڭ ئۆسۈشىگە پايدىسىز. ئۇنىڭدىن باشقا ، كاربون ، كرېمنىي ۋە كرېمنىي تۆت ئوكسىدنى ئۆز ئىچىگە ئالغان باشقا گاز باسقۇچىدىكى بۇلغانمىلار فازا ئۆتۈش جەريانىدا ئاسانلا ھاسىل بولىدۇ. بۇ بۇلغانمىلارنىڭ مەۋجۇت بولۇشى كىرىستالنىڭ مىكروب ۋە بوشلۇقنى پەيدا قىلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. شۇڭلاشقا ، پاراشوك كىرىستال شەكلىنى چوقۇم كونترول قىلىش كېرەك.
1.3 خرۇستال ماددىلارنىڭ خرۇستال ئۆسۈشىگە بولغان تەسىرى
SiC پاراشوكىدىكى نىجاسەت تەركىبى كىرىستال ئۆسۈپ يېتىلىش جەريانىدا ئۆزلۈكىدىن يادروغا تەسىر كۆرسىتىدۇ. نىجاسەت مەزمۇنى قانچە يۇقىرى بولسا ، خرۇستالنىڭ ئۆزلۈكىدىن يادرو بولۇشى مۇمكىن ئەمەس. SiC غا نىسبەتەن ، ئاساسلىق مېتال بۇلغانمىلار B ، Al ، V ۋە Ni نى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، بۇلار كرېمنىي تالقىنى ۋە كاربون پاراشوكىنى پىششىقلاپ ئىشلەش جەريانىدا پىششىقلاپ ئىشلەش قوراللىرى ئارقىلىق ئوتتۇرىغا چىقىرىلىشى مۇمكىن. بۇنىڭ ئىچىدە B ۋە Al SiC دىكى ئاساسلىق تېيىز ئېنېرگىيە سەۋىيىسىنى قوبۇل قىلغۇچى بۇلغانمىلار بولۇپ ، SiC نىڭ قارشىلىق كۈچى تۆۋەنلەيدۇ. باشقا مېتال بۇلغانمىلار نۇرغۇن ئېنېرگىيە سەۋىيىسىنى تونۇشتۇرىدۇ ، نەتىجىدە يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا SiC يەككە كرىستالنىڭ تۇراقسىز ئېلېكتر خۇسۇسىيىتى كېلىپ چىقىدۇ ، ھەمدە يۇقىرى ساپلىقتىكى يېرىم ئىزولياتسىيىلىك يەككە خرۇستال سۇيۇقلۇقنىڭ ئېلېكتر خۇسۇسىيىتىگە تېخىمۇ چوڭ تەسىر كۆرسىتىدۇ. شۇڭلاشقا ، يۇقىرى ساپلىقتىكى كرېمنىي كاربون پاراشوكى چوقۇم ئىمكانقەدەر بىرىكتۈرۈلۈشى كېرەك.
1.4 پاراشوكتىكى ئازوت تەركىبىنىڭ خرۇستال ئۆسۈشىگە بولغان تەسىرى
ئازوت مىقدارىنىڭ دەرىجىسى يەككە خرۇستال تارماقنىڭ قارشىلىق كۈچىنى بەلگىلەيدۇ. ئاساسلىق ئىشلەپچىقارغۇچىلار پاراشوك بىرىكتۈرۈش جەريانىدا پىشقان خرۇستال ئۆسۈش جەريانىغا ئاساسەن بىرىكمە ماتېرىيالدىكى ئازوت دوپپىن قويۇقلۇقىنى تەڭشىشى كېرەك. يۇقىرى ساپلىقتىكى يېرىم ئىزولياتسىيىلىك كرېمنىي كاربون يەككە خرۇستال تارماق زاپچاسلار ھەربىي يادرولۇق ئېلېكترونلۇق زاپچاسلار ئۈچۈن ئەڭ ئۈمىدۋار ماتېرىيال. يۇقىرى سۈزۈكلۈكتىكى يېرىم ئىزولياتسىيىلىك يەككە خرۇستال سۇيۇقلۇقنى يېتىشتۈرۈش ئۈچۈن ، قارشىلىق كۈچى يۇقىرى ، ئېلېكتر خۇسۇسىيىتى يۇقىرى ، ئاساسىي ئېلېمېنتتىكى ئاساسلىق نىجاسەت ئازوتنىڭ مىقدارىنى تۆۋەن سەۋىيەدە كونترول قىلىش كېرەك. ئۆتكۈزگۈچ يەككە خرۇستال سۇيۇقلۇقلار ئازوت مىقدارىنى بىر قەدەر يۇقىرى قويۇقلۇقتا كونترول قىلىشنى تەلەپ قىلىدۇ.
2 تالقان بىرىكتۈرۈشنىڭ ئاچقۇچلۇق كونترول تېخنىكىسى
كرېمنىي كاربون سۇيۇقلۇقىنىڭ ئىشلىتىش مۇھىتى ئوخشاش بولمىغانلىقتىن ، ئۆسۈش پاراشوكىنىڭ بىرىكتۈرۈش تېخنىكىسىنىڭمۇ ئوخشىمىغان جەريانلىرى بار. N تىپلىق ئۆتكۈزگۈچ يەككە خرۇستال ئۆسۈش پاراشوكىغا نىسبەتەن يۇقىرى ساپلىق ۋە يەككە باسقۇچ تەلەپ قىلىنىدۇ. يېرىم ئىزولياتسىيىلىك يەككە خرۇستال ئۆسۈش پاراشوكى ئۈچۈن ، ئازوت مىقدارىنى قاتتىق كونترول قىلىش تەلەپ قىلىنىدۇ.
2.1 پاراشوك زەررىچە چوڭلۇقىنى كونترول قىلىش
2.1.1 بىرىكمە تېمپېراتۇرا
باشقا جەريان شارائىتىنى ئۆزگەرتمەي ، 1900 ℃ ، 2000 ℃ ، 2100 and ۋە 2200 of نىڭ بىرىكمە تېمپېراتۇرىسىدا ھاسىل بولغان SiC پاراشوكى ئەۋرىشكە ئېلىپ ئانالىز قىلىندى. 1-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، 1900 at دە زەررىچىنىڭ چوڭ-كىچىكلىكىنىڭ 250 ~ 600 مىللىمېتىر ، 2000-يىلى 600 ~ 850 مىللىمېتىرغا يېتىدىغانلىقىنى ، زەررىچىنىڭ چوڭ-كىچىكلىكىنىڭ كۆرۈنەرلىك ئۆزگىرىدىغانلىقىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ. تېمپېراتۇرا داۋاملىق 2100 to غا ئۆرلىگەندە ، SiC پاراشوكىنىڭ زەررىچە چوڭلۇقى 850 ~ 2360 مىللىمېتىر ، ئۆسۈشى مۇلايىم بولۇشقا مايىل. SiC نىڭ زەررىچە چوڭلۇقى 2200 at ئەتراپىدا بولۇپ ، تەخمىنەن 2360 مىللىمېتىر. بىرىكمە تېمپېراتۇرىنىڭ 1900 from دىن ئېشىشى SiC زەررىچە چوڭ-كىچىكلىكىگە ئاكتىپ تەسىر كۆرسىتىدۇ. بىرىكمە تېمپېراتۇرا داۋاملىق 2100 from دىن ئۆرلىگەندە ، زەررىچە چوڭلۇقى كۆرۈنەرلىك ئۆزگەرمەيدۇ. شۇڭلاشقا ، بىرىكمە تېمپېراتۇرا 2100 to قىلىپ تەڭشەلگەندە ، تېخىمۇ چوڭ زەررىچە چوڭلۇقتا تۆۋەن ئېنېرگىيە سەرپىياتىدا بىرىكتۈرگىلى بولىدۇ.
2.1.2 بىرىكمە ۋاقىت
باشقا جەريان شارائىتى ئۆزگەرمەيدۇ ، بىرىكتۈرۈش ۋاقتى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 4 h ، 8 h ۋە 12 h قىلىپ بېكىتىلدى. ھاسىل قىلىنغان SiC پاراشوكى ئەۋرىشكىسى ئانالىزى 2-رەسىمدە كۆرسىتىلدى ، بىرىكتۈرۈش ۋاقتىنىڭ SiC نىڭ زەررىچە چوڭلۇقىغا كۆرۈنەرلىك تەسىر كۆرسىتىدىغانلىقى بايقالدى. بىرىكتۈرۈش ۋاقتى 4 سائەت بولغاندا ، زەررىچە چوڭلۇقى ئاساسلىقى 200 مىللىمېتىردا تارقىتىلىدۇ. بىرىكتۈرۈش ۋاقتى 8 سائەت بولغاندا ، بىرىكمە زەررىچە چوڭلۇقى كۆرۈنەرلىك ئاشىدۇ ، ئاساسلىقى تەخمىنەن 1،000 mm ئەتراپىدا تارقىتىلىدۇ. بىرىكمە ۋاقىتنىڭ ئۇزىرىشىغا ئەگىشىپ ، زەررىچە چوڭلۇقى تېخىمۇ ئاشىدۇ ، ئاساسلىقى تەخمىنەن 2،000 mm ئەتراپىدا تارقىتىلىدۇ.
2.1.3 خام ئەشيا چوڭلۇقىنىڭ تەسىرى
دۆلەت ئىچىدىكى كرېمنىي ماتېرىيال ئىشلەپچىقىرىش زەنجىرىنىڭ تەدرىجىي ياخشىلىنىشىغا ئەگىشىپ ، كرېمنىي ماتېرىياللىرىنىڭ ساپلىقىمۇ تېخىمۇ ئۆستى. ھازىر ، بىرىكتۈرۈشتە ئىشلىتىلىدىغان كرېمنىي ماتېرىياللىرى 3-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ئاساسلىقى دانچە كرېمنىي ۋە پاراشوك كرېمنىيغا ئايرىلىدۇ.
ئوخشىمىغان كرېمنىي خام ئەشيالىرى كرېمنىي كاربون بىرىكمە تەجرىبىسى ئېلىپ باردى. بىرىكمە مەھسۇلاتلارنىڭ سېلىشتۇرمىسى 4-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. تەھلىلدە كۆرسىتىلىشچە ، كرېمنىي خام ئەشياسىنى ئىشلەتكەندە ، مەھسۇلاتتا زور مىقداردا Si ئېلېمېنتى بار. كرېمنىي توپى ئىككىنچى قېتىم تارمار قىلىنغاندىن كېيىن ، بىرىكمە مەھسۇلاتتىكى Si ئېلېمېنتى كۆرۈنەرلىك تۆۋەنلەيدۇ ، ئەمما ئۇ يەنىلا مەۋجۇت. ئاخىرىدا ، كرېمنىي پاراشوكى بىرىكتۈرۈشكە ئىشلىتىلىدۇ ، مەھسۇلاتتا پەقەت SiC بار. چۈنكى ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا ، چوڭ تىپتىكى دانچە كرېمنىي ئالدى بىلەن يەر يۈزىنىڭ بىرىكتۈرۈش رېئاكسىيەسىنى باشتىن كەچۈرۈشى كېرەك ، كرېمنىي كاربون يەر يۈزىدە بىرىكتۈرۈلۈپ ، ئىچكى سى تالقىنىنىڭ C تالقىنى بىلەن تېخىمۇ بىرىكىشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ. شۇڭلاشقا ، ئەگەر كرېمنىينى خام ئەشيا قىلىپ ئىشلەتسە ، ئۇنى ئېزىپ ئاندىن ئىككىلەمچى بىرىكتۈرۈش جەريانىنى باشتىن كەچۈرۈپ ، كىرىستالنىڭ ئۆسۈشى ئۈچۈن كرېمنىي كاربون تالقىنىغا ئېرىشىش كېرەك.
2.2 پاراشوك كىرىستال شەكىل كونترول قىلىش
2.2.1 بىرىكمە تېمپېراتۇرىنىڭ تەسىرى
باشقا جەريان شارائىتىنى ئۆزگەرتمەي ساقلاپ ، بىرىكتۈرۈشنىڭ تېمپېراتۇرىسى 1500 ℃ ، 1700 ℃ ، 1900 and ۋە 2100 is بولىدۇ ، ھاسىل قىلىنغان SiC تالقىنى ئەۋرىشكە ئېلىپ ئانالىز قىلىنىدۇ. 5-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك ، β-SiC توپا سېرىق ، α-SiC رەڭگى تېخىمۇ سۇس. بىرىكتۈرۈلگەن پاراشوكنىڭ رەڭگى ۋە مورفولوگىيىسىنى كۆزىتىش ئارقىلىق ، بىرىكتۈرۈلگەن مەھسۇلاتنىڭ 1500 ℃ ۋە 1700 temperature تېمپېراتۇرىدا β-SiC ئىكەنلىكىنى جەزملەشتۈرگىلى بولىدۇ. 1900 At دە ، رەڭگى تېخىمۇ سۇسلىشىدۇ ، ئالتە تەرەپلىك زەررىچىلەر پەيدا بولىدۇ ، بۇ تېمپېراتۇرا 1900 to غا ئۆرلىگەندىن كېيىن ، باسقۇچ خاراكتېرلىك ئۆزگىرىشنىڭ بولىدىغانلىقىنى ، β-SiC نىڭ بىر قىسمى α-SiC غا ئايلانغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ. تېمپېراتۇرا داۋاملىق 2100 to غا ئۆرلىگەندە ، بىرىكتۈرۈلگەن زەررىچىلەرنىڭ سۈزۈك ئىكەنلىكى ، α-SiC نىڭ ئاساسەن ئۆزگەرتىلگەنلىكى بايقالغان.
2.2.2 بىرىكمە ۋاقىتنىڭ تەسىرى
باشقا جەريان شارائىتى ئۆزگەرمەيدۇ ، بىرىكتۈرۈش ۋاقتى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 4h ، 8h ۋە 12h قىلىپ بېكىتىلدى. ھاسىل قىلىنغان SiC تالقىنى دىففراكومېتىر (XRD) ئارقىلىق ئەۋرىشكە ئېلىپ ئانالىز قىلىنغان. نەتىجىلەر 6-رەسىمدە كۆرسىتىلدى ، بىرىكمە ۋاقىت SiC پاراشوكى بىرىكتۈرۈلگەن مەھسۇلاتقا بەلگىلىك تەسىر كۆرسىتىدۇ. بىرىكتۈرۈش ۋاقتى 4 h ۋە 8 h بولغاندا ، بىرىكمە مەھسۇلات ئاساسلىقى 6H-SiC بولىدۇ. بىرىكتۈرۈش ۋاقتى 12 سائەت بولغاندا ، مەھسۇلاتتا 15R-SiC پەيدا بولىدۇ.
2.2.3 خام ئەشيا نىسبىتىنىڭ تەسىرى
باشقا جەريانلار ئۆزگەرمەيدۇ ، كىرىمنىي كاربون ماددىلىرىنىڭ مىقدارى ئانالىز قىلىنىدۇ ، بىرىكمە تەجرىبە ئۈچۈن بۇ نىسبەت ئايرىم-ئايرىم ھالدا 1.00 ، 1.05 ، 1.10 ۋە 1.15. نەتىجە 7-رەسىمدە كۆرسىتىلدى.
XRD سپېكترىدىن شۇنى كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى ، كرېمنىي-كاربون نىسبىتى 1.05 تىن يۇقىرى بولغاندا ، مەھسۇلاتتا ئارتۇقچە Si پەيدا بولىدۇ ، كرېمنىي-كاربون نىسبىتى 1.05 كىمۇ يەتمىسە ، ئېشىپ كەتكەن C پەيدا بولىدۇ. كرېمنىي-كاربون نىسبىتى 1.05 بولغاندا ، بىرىكمە مەھسۇلاتتىكى ئەركىن كاربون ئاساسەن شاللىنىدۇ ، ھەقسىز كرېمنىي كۆرۈنمەيدۇ. شۇڭلاشقا ، كرېمنىي-كاربون نىسبىتىنىڭ نىسبىتى 1.05 بولۇشى ، يۇقىرى ساپلىقتىكى SiC نى بىرىكتۈرۈشى كېرەك.
2.3 پاراشوك تەركىبىدىكى ئازوت مىقدارىنى كونترول قىلىش
2.3.1 بىرىكمە خام ئەشيا
بۇ تەجرىبىدە ئىشلىتىلگەن خام ئەشيا يۇقىرى ساپلىقتىكى كاربون پاراشوكى ۋە يۇقىرى ساپلىقتىكى كرېمنىي پاراشوكى بولۇپ ، ئوتتۇرىچە دىئامېتىرى 20 مىللىمېتىر. ئۇلارنىڭ كىچىك زەررىچە چوڭلۇقى ۋە ئالاھىدە ئالاھىدە يەر يۈزى بولغاچقا ، ئۇلار N2 نى ھاۋاغا سۈمۈرۈۋالىدۇ. پاراشوكنى بىرىكتۈرگەندە ، ئۇ پاراشوكنىڭ خرۇستال شەكلىگە ئېلىپ كېلىنىدۇ. N تىپلىق خرۇستالنىڭ ئۆسۈشىگە نىسبەتەن ، پاراشوكتىكى N2 نىڭ تەكشى بولمىغان دوپپا كىرىستالنىڭ تەكشى قارشىلىقىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، ھەتتا خرۇستال شەكىلنىڭ ئۆزگىرىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ھىدروگېن كىرگۈزۈلگەندىن كېيىن بىرىكتۈرۈلگەن پاراشوكنىڭ ئازوت مىقدارى كۆرۈنەرلىك تۆۋەن بولىدۇ. چۈنكى ھىدروگېن مولېكۇلاسىنىڭ مىقدارى ئاز. كاربون پاراشوكى ۋە كرېمنىي پاراشوكىدا سۈمۈرۈلگەن N2 يەر يۈزىدىن قىزىتىلىپ پارچىلىنىپ كەتكەندە ، H2 كىچىك ھەجىمى بىلەن پاراشوك ئوتتۇرىسىدىكى بوشلۇققا تولۇق تارقىلىپ ، N2 نىڭ ئورنىنى ئالىدۇ ، N2 ۋاكۇئۇم جەريانىدا كرېستتىن قېچىپ كېتىدۇ ، ئازوت تەركىبىنى يوقىتىش مەقسىتىگە يېتىش.
2.3.2 بىرىكمە جەريان
كرېمنىي كاربون پاراشوكىنى بىرىكتۈرۈش جەريانىدا ، كاربون ئاتوملىرى ۋە ئازوت ئاتوملىرىنىڭ رادىئوسى ئوخشىشىپ كېتىدىغان بولغاچقا ، ئازوت كرېمنىي كاربوندىكى كاربون بوش ئورۇننىڭ ئورنىنى ئالىدۇ ، بۇ ئارقىلىق ئازوتنىڭ مىقدارى ئاشىدۇ. بۇ تەجرىبە جەريانى H2 نى تونۇشتۇرۇش ئۇسۇلىنى قوللىنىدۇ ، H2 بىرىكمە بىرىكتۈرۈشتە كاربون ۋە كرېمنىي ئېلېمېنتلىرى بىلەن C2H2 ، C2H ۋە SiH گازىنى ھاسىل قىلىدۇ. كاربون ئېلېمېنتىنىڭ مىقدارى گاز فازا يەتكۈزۈش ئارقىلىق كۆپىيىدۇ ، بۇ ئارقىلىق كاربون بوشلۇقىنى ئازايتىدۇ. ئازوتنى يوقىتىشتىكى مەقسەت ئەمەلگە ئاشىدۇ.
2.3.3 تەگلىك ئازوت تەركىبىنى كونترول قىلىش
كەڭ قورساقلىقى بار گرافىك كرېستنى قوشۇمچە C مەنبە قىلىپ ئىشلىتىپ ، گازنىڭ فازا زاپچاسلىرىدىكى Si ھورنى سۈمۈرەلەيدۇ ، گاز باسقۇچىدىكى زاپچاسلارنى ئازايتىدۇ ، شۇڭا C / Si نى ئاشۇرالايدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، گرافىك كرېستلىرى يەنە Si ئاتموسفېراسى بىلەن ئىنكاس قايتۇرۇپ ، Si2C ، SiC2 ۋە SiC ھاسىل قىلالايدۇ ، بۇ Si ئاتموسفېراسىنىڭ C مەنبەسىنى گرافتتىن كرېستتىن ئۆسۈپ يېتىلىش مۇھىتىغا ئېلىپ كىرىشىگە باراۋەر ، C نىسبىتىنى ئاشۇرىدۇ ، شۇنداقلا كاربون-كرېمنىي نىسبىتىنى ئاشۇرالايدۇ. . شۇڭلاشقا ، كاربون-كرېمنىي نىسبىتىنى چوڭ جاراھەت بىلەن گرافت كرېستتىن پايدىلىنىپ ، كاربون بوشلىقىنى ئازايتىپ ، ئازوتنى يوقىتىش مەقسىتىگە يەتكىلى بولىدۇ.
3 يەككە خرۇستال پاراشوك بىرىكتۈرۈش جەريانىنى تەھلىل قىلىش ۋە لايىھىلەش
3.1 بىرىكمە جەرياننىڭ پرىنسىپى ۋە لايىھىسى
پاراشوك بىرىكمىسىنىڭ زەررىچە چوڭلۇقى ، خرۇستال شەكلى ۋە ئازوت مىقدارىنى كونترول قىلىش توغرىسىدا يۇقىرىدا تىلغا ئېلىنغان ئەتراپلىق تەتقىقات ئارقىلىق ، بىرىكتۈرۈش جەريانى ئوتتۇرىغا قويۇلدى. يۇقىرى ساپلىقتىكى C تالقىنى ۋە Si پاراشوكى تاللانغان بولۇپ ، ئۇلار تەكشى ئارىلاشتۇرۇلۇپ ، كرېمنىي-كاربون نىسبىتى 1.05 گە ئاساسەن كرېستكە مىخلانغان. جەريان باسقۇچلىرى ئاساسلىقى تۆت باسقۇچقا بۆلىنىدۇ:
1) تۆۋەن تېمپېراتۇرىنى تۆۋەنلىتىش جەريانى ، 5 × 10-4 Pa غىچە ۋاكۇئۇملىنىدۇ ، ئاندىن ھىدروگېننى كىرگۈزۈپ ، كامېرنىڭ بېسىمىنى تەخمىنەن 80 kPa قىلىپ ، 15 مىنۇت ساقلاپ ، تۆت قېتىم تەكرارلايدۇ. بۇ جەريان كاربون پاراشوكى ۋە كرېمنىي پاراشوكى يۈزىدىكى ئازوت ئېلېمېنتلىرىنى چىقىرىپ تاشلىيالايدۇ.
2) يۇقىرى تېمپېراتۇرىنى تۆۋەنلىتىش جەريانى ، ۋاكۇئۇملۇق 5 × 10-4 Pa غىچە ، ئاندىن 950 heating غىچە قىزىتىمىز ، ئاندىن ھىدروگېننى كىرگۈزۈپ ، كامېرنىڭ بېسىمىنى تەخمىنەن 80 kPa قىلىپ ، 15 مىنۇت ساقلاپ ، تۆت قېتىم تەكرارلايمىز. بۇ جەريان كاربون پاراشوكى ۋە كرېمنىي پاراشوكى يۈزىدىكى ئازوت ئېلېمېنتلىرىنى چىقىرىپ تاشلاپ ، ئىسسىقلىق مەيدانىدىكى ئازوتنى قوزغىتالايدۇ.
3) تۆۋەن تېمپېراتۇرا باسقۇچىنىڭ بىرىكىشى ، 5 × 10-4 Pa غىچە تارقاقلاشتۇرۇڭ ، ئاندىن 1350 heat غىچە قىزىتىمىز ، 12 سائەت ساقلاڭ ، ئاندىن ھىدروگېننى كىرگۈزۈپ ، كامېرنىڭ بېسىمىنى تەخمىنەن 80 kPa قىلىپ ، 1 سائەت ساقلاڭ. بۇ جەريان بىرىكتۈرۈش جەريانىدا ئۆزگىرىشچان ئازوتنى يوقىتالايدۇ.
4) يۇقىرى تېمپېراتۇرا باسقۇچىنىڭ بىرىكىشى ، يۇقىرى ساپلىق ھىدروگېن ۋە ئارگون ئارىلاشما گازنىڭ مەلۇم گاز مىقدارىنىڭ ئېقىش نىسبىتىنى تولدۇرۇپ ، كامېرنىڭ بېسىمىنى تەخمىنەن 80 kPa قىلىپ ، تېمپېراتۇرىنى 2100 to غا ئۆستۈرۈپ ، 10 سائەت ساقلاش كېرەك. بۇ جەريان كرېمنىي كاربون پاراشوكىنىڭ β-SiC دىن α-SiC غا ئايلىنىشىنى تاماملاپ ، خرۇستال زەررىچىلەرنىڭ ئۆسۈشىنى تاماملايدۇ.
ئاخىرىدا ، ئۆينىڭ تېمپېراتۇرىسىنىڭ سوۋۇشىنى ، ئاتموسفېرا بېسىمىنى تولدۇرۇپ ، پاراشوكنى چىقىرىڭ.
3.2 پاراشوكتىن كېيىنكى پىششىقلاپ ئىشلەش جەريانى
پاراشوك يۇقارقى جەرياندا بىرىكتۈرۈلگەندىن كېيىن ، چوقۇم پىششىقلاپ ئىشلەش ئارقىلىق ھەقسىز كاربون ، كرېمنىي ۋە باشقا مېتال ماددىلارنى چىقىرىپ تاشلاپ ، زەررىچىنىڭ چوڭ-كىچىكلىكىنى تەكشۈرۈشى كېرەك. ئالدى بىلەن ، بىرىكتۈرۈلگەن پاراشوك توپ زاۋۇتىغا ئېزىپ ، ئېزىلگەن كرېمنىي كاربون پاراشوكى لۆڭگە ئوچاققا سېلىنىپ ، 450 سېلسىيە گرادۇسقىچە ئوكسىگېن بىلەن قىزىتىلىدۇ. پاراشوكتىكى ئەركىن كاربون ئىسسىقلىق بىلەن ئوكسىدلىنىپ ، كامېردىن قېچىپ چىققان كاربون تۆت ئوكسىد گازىنى ھاسىل قىلىدۇ ، بۇنىڭ بىلەن ئەركىن كاربون چىقىرىۋېتىلىدۇ. ئۇنىڭدىن كېيىن ، كىسلاتالىق تازىلاش سۇيۇقلۇقى تەييارلىنىپ ، كرېمنىي كاربون زەررىچىسى تازىلاش ماشىنىسىغا سېلىنىپ ، بىرىكتۈرۈش جەريانىدا ھاسىل بولغان كاربون ، كرېمنىي ۋە قالدۇق مېتال بۇلغانمىلارنى چىقىرىۋېتىدۇ. ئۇنىڭدىن كېيىن ، قالدۇق كىسلاتا ساپ سۇدا يۇيۇلۇپ قۇرۇتىلىدۇ. قۇرۇتۇلغان پاراشوك كىرىستالنىڭ ئۆسۈشى ئۈچۈن زەررىچە چوڭلۇقتا تاللاش ئۈچۈن تەۋرىنىش ئېكرانىدا تەكشۈرۈلىدۇ.
يوللاش ۋاقتى: 8-ئاۋغۇستتىن 20-ئاۋغۇستقىچە