1 کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ مواد میں سلکان کاربائیڈ کوٹنگ کی درخواست اور تحقیقی پیشرفت
1.1 کروسیبل کی تیاری میں درخواست اور تحقیق کی پیشرفت
سنگل کرسٹل تھرمل فیلڈ میں،کاربن/کاربن کروسیبلبنیادی طور پر سلکان مواد کے لئے ایک لے جانے والے برتن کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے اور کے ساتھ رابطے میں ہےکوارٹج کروسیبلجیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔ کاربن/کاربن کروسیبل کا کام کرنے کا درجہ حرارت تقریباً 1450 ℃ ہے، جو ٹھوس سلیکون (سلیکان ڈائی آکسائیڈ) اور سلکان کے بخارات کے دوہرے کٹاؤ کا نشانہ بنتا ہے، اور آخر کار کروسیبل پتلا ہو جاتا ہے یا اس میں انگوٹھی میں شگاف پڑ جاتا ہے۔ , کروسیبل کی ناکامی کے نتیجے میں.
ایک کمپوزٹ کوٹنگ کاربن/کاربن کمپوزٹ کروسیبل کیمیائی بخارات کے داخل ہونے کے عمل اور اندرون خانہ رد عمل کے ذریعے تیار کیا گیا تھا۔ جامع کوٹنگ سلکان کاربائیڈ کوٹنگ (100~300μm)، سلکان کوٹنگ (10~20μm) اور سلکان نائٹرائڈ کوٹنگ (50~100μm) پر مشتمل تھی، جو کاربن/کاربن کمپوزائٹ کی اندرونی سطح پر سلکان بخارات کے سنکنرن کو مؤثر طریقے سے روک سکتی ہے۔ مصلوب پروڈکشن کے عمل میں، کمپوزٹ لیپت کاربن/کاربن کمپوزٹ کروسیبل کا نقصان 0.04 ملی میٹر فی فرنس ہے، اور سروس لائف 180 فرنس اوقات تک پہنچ سکتی ہے۔
محققین نے بعض درجہ حرارت کے حالات میں کاربن/کاربن کمپوزٹ کروسیبل کی سطح پر یکساں سلکان کاربائیڈ کوٹنگ پیدا کرنے اور کیریئر گیس کے تحفظ کے لیے کیمیائی رد عمل کا طریقہ استعمال کیا، اعلی درجہ حرارت کی سنٹرنگ میں خام مال کے طور پر سلکان ڈائی آکسائیڈ اور سلکان دھات کا استعمال کیا۔ بھٹی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ اعلی درجہ حرارت کا علاج نہ صرف sic کوٹنگ کی پاکیزگی اور طاقت کو بہتر بناتا ہے، بلکہ کاربن/کاربن مرکب کی سطح کی پہننے کی مزاحمت کو بھی بہت بہتر بناتا ہے، اور SiO بخارات کے ذریعے کروسیبل کی سطح کے سنکنرن کو روکتا ہے۔ اور مونو کرسٹل سلکان فرنس میں اتار چڑھاؤ والے آکسیجن ایٹم۔ کروسیبل کی سروس لائف بغیر sic کوٹنگ کے کروسیبل کے مقابلے میں 20 فیصد بڑھ جاتی ہے۔
1.2 فلو گائیڈ ٹیوب میں درخواست اور تحقیقی پیشرفت
گائیڈ سلنڈر کروسیبل کے اوپر واقع ہے (جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے)۔ کرسٹل کھینچنے کے عمل میں، میدان کے اندر اور باہر درجہ حرارت کا فرق بڑا ہوتا ہے، خاص طور پر نیچے کی سطح پگھلے ہوئے سلیکون مواد کے قریب ہوتی ہے، درجہ حرارت سب سے زیادہ ہوتا ہے، اور سلیکون بخارات سے سنکنرن سب سے زیادہ سنگین ہوتا ہے۔
محققین نے گائیڈ ٹیوب اینٹی آکسیڈیشن کوٹنگ اور تیاری کے طریقہ کار کی ایک سادہ عمل اور اچھی آکسیکرن مزاحمت ایجاد کی۔ سب سے پہلے، گائیڈ ٹیوب کے میٹرکس پر سیلیکون کاربائیڈ وِسکر کی ایک تہہ اندر ہی اندر اگائی گئی، اور پھر ایک گھنی سلکان کاربائیڈ کی بیرونی تہہ تیار کی گئی، تاکہ میٹرکس اور گھنے سلیکون کاربائیڈ کی سطح کی تہہ کے درمیان ایک SiCw ٹرانزیشن پرت بن جائے۔ جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔ تھرمل توسیع کا گتانک میٹرکس اور سلکان کاربائیڈ کے درمیان تھا۔ یہ تھرمل ایکسپینشن گتانک کے مماثلت کی وجہ سے پیدا ہونے والے تھرمل تناؤ کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتا ہے۔
تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ SiCw مواد میں اضافے کے ساتھ، کوٹنگ میں دراڑوں کا سائز اور تعداد کم ہو جاتی ہے۔ 1100 ℃ ہوا میں 10h آکسیڈیشن کے بعد، کوٹنگ کے نمونے کے وزن میں کمی کی شرح صرف 0.87% ~ 8.87% ہے، اور سلکان کاربائیڈ کوٹنگ کی آکسیڈیشن مزاحمت اور تھرمل جھٹکا مزاحمت بہت بہتر ہو گئی ہے۔ تیاری کا پورا عمل کیمیائی بخارات کے جمع ہونے سے مسلسل مکمل ہوتا ہے، سلکان کاربائیڈ کوٹنگ کی تیاری کو بہت آسان بنایا جاتا ہے، اور پوری نوزل کی جامع کارکردگی کو تقویت ملتی ہے۔
محققین نے میٹرکس کو مضبوط بنانے اور گریفائٹ گائیڈ ٹیوب کی سطح کوٹنگ کا طریقہ تجویز کیا czohr monocrystal سلکان کے لیے۔ حاصل کردہ سلکان کاربائیڈ سلری کو گریفائٹ گائیڈ ٹیوب کی سطح پر برش کوٹنگ یا اسپرے کوٹنگ کے طریقہ کار کے ذریعے 30~50 μm کی کوٹنگ موٹائی کے ساتھ یکساں طور پر لیپت کیا گیا تھا، اور پھر اندرون خانہ رد عمل کے لیے اعلی درجہ حرارت کی بھٹی میں رکھا گیا تھا، رد عمل کا درجہ حرارت 1850 ~ 2300 ℃ تھا، اور گرمی کا تحفظ 2 ~ 6 گھنٹے تھا۔ SiC بیرونی تہہ کو 24 انچ (60.96 سینٹی میٹر) سنگل کرسٹل گروتھ فرنس میں استعمال کیا جا سکتا ہے، اور استعمال کا درجہ حرارت 1500 ℃ ہے، اور یہ پتہ چلا ہے کہ 1500h کے بعد گریفائٹ گائیڈ سلنڈر کی سطح پر کوئی کریکنگ اور گرنے والا پاؤڈر نہیں ہے۔ .
1.3 موصلیت سلنڈر میں درخواست اور تحقیق کی پیشرفت
مونو کرسٹل لائن سلکان تھرمل فیلڈ سسٹم کے اہم اجزاء میں سے ایک کے طور پر، موصلیت کا سلنڈر بنیادی طور پر گرمی کے نقصان کو کم کرنے اور تھرمل فیلڈ ماحول کے درجہ حرارت کے میلان کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ سنگل کرسٹل فرنس کی اندرونی دیوار کی موصلیت کی تہہ کے معاون حصے کے طور پر، سلیکون بخارات کی سنکنرن سلیگ گرنے اور پروڈکٹ کو کریک کرنے کا باعث بنتی ہے، جو آخر کار پروڈکٹ کی ناکامی کا باعث بنتی ہے۔
C/C-sic جامع موصلیت والی ٹیوب کی سلکان بخارات کی سنکنرن مزاحمت کو مزید بڑھانے کے لیے، محققین نے تیار کردہ C/C-sic جامع موصلیت والی ٹیوب کی مصنوعات کو کیمیائی بخارات کے رد عمل کی بھٹی میں ڈالا، اور اس پر گھنے سلکان کاربائیڈ کی کوٹنگ تیار کی۔ کیمیائی بخارات جمع کرنے کے عمل کے ذریعے C/C-sic جامع موصلیت والی ٹیوب مصنوعات کی سطح۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ، یہ عمل سلکان بخارات کے ذریعے C/C-sic مرکب کے کور پر کاربن فائبر کے سنکنرن کو مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے، اور سلکان بخارات کی سنکنرن مزاحمت کاربن/کاربن مرکب کے مقابلے میں 5 سے 10 گنا بڑھ جاتی ہے، اور موصلیت سلنڈر کی سروس کی زندگی اور تھرمل فیلڈ ماحول کی حفاظت کو بہت بہتر بنایا گیا ہے۔
2. نتیجہ اور امکان
سلیکن کاربائیڈ کوٹنگاعلی درجہ حرارت پر بہترین آکسیکرن مزاحمت کی وجہ سے کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل میں زیادہ سے زیادہ استعمال ہوتا ہے۔ monocrystalline سلکان پروڈکشن میں استعمال ہونے والے کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل کے بڑھتے ہوئے سائز کے ساتھ، تھرمل فیلڈ میٹریل کی سطح پر سلکان کاربائیڈ کوٹنگ کی یکسانیت کو کیسے بہتر بنایا جائے اور کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل کی سروس لائف کو بہتر بنایا جائے، یہ ایک فوری مسئلہ بن گیا ہے۔ حل کیا جائے.
دوسری طرف، مونو کرسٹل لائن سلیکون انڈسٹری کی ترقی کے ساتھ، اعلی پاکیزگی والے کاربن/کاربن تھرمل فیلڈ میٹریل کی مانگ میں بھی اضافہ ہو رہا ہے، اور رد عمل کے دوران اندرونی کاربن ریشوں پر SiC nanofibers بھی اگائے جاتے ہیں۔ تجربات کے ذریعے تیار کردہ C/C-ZRC اور C/C-sic ZrC مرکبات کے بڑے پیمانے پر خاتمے اور لکیری خاتمے کی شرحیں بالترتیب -0.32 mg/s اور 2.57 μm/s ہیں۔ C/C-sic -ZrC مرکبات کی ماس اور لائن ایبلیشن کی شرحیں بالترتیب -0.24mg/s اور 1.66 μm/s ہیں۔ SiC nanofibers کے ساتھ C/C-ZRC کمپوزٹ میں بہتر ختم کرنے والی خصوصیات ہیں۔ بعد میں، SiC nanofibers کی نشوونما پر کاربن کے مختلف ذرائع کے اثرات اور C/C-ZRC کمپوزائٹس کی ابلاتی خصوصیات کو تقویت دینے والے SiC nanofibers کے طریقہ کار کا مطالعہ کیا جائے گا۔
ایک کمپوزٹ کوٹنگ کاربن/کاربن کمپوزٹ کروسیبل کیمیائی بخارات کے داخل ہونے کے عمل اور اندرون خانہ رد عمل کے ذریعے تیار کیا گیا تھا۔ جامع کوٹنگ سلکان کاربائیڈ کوٹنگ (100~300μm)، سلکان کوٹنگ (10~20μm) اور سلکان نائٹرائڈ کوٹنگ (50~100μm) پر مشتمل تھی، جو کاربن/کاربن کمپوزائٹ کی اندرونی سطح پر سلکان بخارات کے سنکنرن کو مؤثر طریقے سے روک سکتی ہے۔ مصلوب پروڈکشن کے عمل میں، کمپوزٹ لیپت کاربن/کاربن کمپوزٹ کروسیبل کا نقصان 0.04 ملی میٹر فی فرنس ہے، اور سروس لائف 180 فرنس اوقات تک پہنچ سکتی ہے۔
پوسٹ ٹائم: فروری-22-2024