ለሞኖክሪስታሊን ሲሊኮን-2 በካርቦን / ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች ውስጥ የሲሲ ሽፋን ማመልከቻ እና የምርምር ሂደት

1 የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን በካርቦን / ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች ውስጥ የትግበራ እና የምርምር ሂደት

1.1 የመተግበሪያ እና የምርምር ሂደት በክሩብል ዝግጅት

በነጠላ ክሪስታል የሙቀት መስክ, እ.ኤ.አየካርቦን / የካርቦን ክራንችበዋናነት ለሲሊኮን ቁሳቁስ እንደ ማጓጓዣ ዕቃ ያገለግላል እና ከ ጋር ግንኙነት አለውኳርትዝ ክሩክብልበስእል 2 ላይ እንደሚታየው የካርቦን/ካርቦን ክራንች የሙቀት መጠን ወደ 1450 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ሲሆን ይህም በጠንካራ ሲሊኮን (ሲሊኮን ዳይኦክሳይድ) እና በሲሊኮን ትነት ድርብ የአፈር መሸርሸር የተጋለጠ ሲሆን በመጨረሻም ክሪዩል ቀጭን ይሆናል ወይም የቀለበት ክራክ አለው, በዚህም ምክንያት የመስቀሉ ውድቀት ይከሰታል.

የተቀናጀ ሽፋን የካርቦን/የካርቦን ውህድ ክራንች በኬሚካላዊ የእንፋሎት ስርጭት ሂደት እና በቦታ ምላሽ ተዘጋጅቷል። የተቀናበረው ሽፋን የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን (100 ~ 300μm) ፣ የሲሊኮን ሽፋን (10 ~ 20μm) እና የሲሊኮን ናይትራይድ ሽፋን (50 ~ 100μm) የተዋቀረ ሲሆን ይህም በካርቦን / ካርቦን ውህድ ክሬይብል ውስጠኛው ገጽ ላይ የሲሊኮን ትነት መበላሸትን በተሳካ ሁኔታ ሊገታ ይችላል። በማምረት ሂደት ውስጥ የተደባለቀ የተሸፈነ የካርቦን / የካርቦን ድብልቅ ክሬዲት መጥፋት በአንድ ምድጃ ውስጥ 0.04 ሚሜ ነው, እና የአገልግሎት ህይወት 180 የእቶን ጊዜ ሊደርስ ይችላል.

ተመራማሪዎቹ ሲሊኮን ዳይኦክሳይድን እና የሲሊኮን ብረትን እንደ ጥሬ ዕቃዎች በመጠቀም ከፍተኛ ሙቀት ባለው ምድጃ ውስጥ በካርቦን / ካርቦን ውህድ ክሩሲብል ላይ በተወሰኑ የሙቀት ሁኔታዎች እና በአገልግሎት አቅራቢው ጋዝ ላይ አንድ ወጥ የሆነ የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን ለማመንጨት የኬሚካል ምላሽ ዘዴን ተጠቅመዋል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የከፍተኛ ሙቀት ሕክምና የሲክ ሽፋንን ንፅህና እና ጥንካሬን ከማሻሻል በተጨማሪ የካርቦን / ካርቦን ውህድ ንጣፍን የመልበስ መከላከያን በእጅጉ ያሻሽላል, እና በሞኖክሪስታል ሲሊኮን እቶን ውስጥ በሲኦ ትነት እና በተለዋዋጭ የኦክስጂን አተሞች የከርሰ ምድር ንጣፍ እንዳይበላሽ ይከላከላል። የሲክ ሽፋን ከሌለው የከርሰ ምድር አገልግሎት ህይወት በ 20% ጨምሯል.

1.2 በፍሰት መመሪያ ቱቦ ውስጥ የመተግበሪያ እና የምርምር ሂደት

የመመሪያው ሲሊንደር ከከርሰ ምድር በላይ (በስእል 1 እንደሚታየው) ይገኛል. በክሪስታል መጎተት ሂደት ውስጥ በሜዳው ውስጥ እና በውጭ መካከል ያለው የሙቀት ልዩነት ትልቅ ነው ፣ በተለይም የታችኛው ወለል ወደ ቀልጦው የሲሊኮን ቁሳቁስ ቅርብ ነው ፣ የሙቀት መጠኑ ከፍተኛ ነው ፣ እና በሲሊኮን ትነት መበላሸቱ በጣም ከባድ ነው።

ተመራማሪዎቹ የመመሪያው ቱቦ የፀረ-ኦክሳይድ ሽፋን እና የዝግጅት ዘዴ ቀላል ሂደት እና ጥሩ የኦክሳይድ መቋቋም ፈለሰፉ። በመጀመሪያ ፣ የሲሊኮን ካርቦዳይድ ጢስ ማውጫ በቦታው ላይ በመመሪያው ቱቦ ማትሪክስ ላይ ይበቅላል ፣ ከዚያም ጥቅጥቅ ያለ የሲሊኮን ካርቦይድ ውጫዊ ሽፋን ተዘጋጅቷል ፣ ስለዚህም የ SiCw የሽግግር ንብርብር በማትሪክስ እና ጥቅጥቅ ባለው የሲሊኮን ካርቦዳይድ ንጣፍ ንጣፍ መካከል ተፈጠረ ፣ በስእል 3 ላይ እንደሚታየው የሙቀት መስፋፋት Coefficient በማትሪክስ እና በሲሊኮን ካርቦይድ መካከል ነበር። በሙቀት ማስፋፊያ ቅንጅት አለመመጣጠን ምክንያት የሚፈጠረውን የሙቀት ጭንቀት ውጤታማ በሆነ መንገድ ሊቀንስ ይችላል።

ትንታኔው እንደሚያሳየው የ SiCw ይዘት መጨመር, የሽፋኑ መጠን እና ስንጥቆች ቁጥር ይቀንሳል. በ 1100 ℃ አየር ውስጥ ከ 10 ሰ ኦክሳይድ በኋላ ፣ የሽፋኑ ናሙና የክብደት መቀነስ መጠን 0.87% ~ 8.87% ብቻ ነው ፣ እና የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን የኦክሳይድ መቋቋም እና የሙቀት ድንጋጤ የመቋቋም ችሎታ በጣም ተሻሽሏል። አጠቃላይ የዝግጅቱ ሂደት በኬሚካላዊ የእንፋሎት ማጠራቀሚያ ያለማቋረጥ ይጠናቀቃል, የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን ዝግጅት በጣም ቀላል ነው, እና የሙሉ አፍንጫው አጠቃላይ አፈፃፀም ተጠናክሯል.

ተመራማሪዎቹ ለ czohr monocrystal ሲሊከን የግራፋይት መመሪያ ቱቦ የማትሪክስ ማጠናከሪያ እና የወለል ንጣፍ ሽፋን ዘዴን አቅርበዋል ። የተገኘው የሲሊኮን ካርቦዳይድ ዝቃጭ በግራፍ መመሪያ ቱቦው ወለል ላይ ከ30 ~ 50 μm ውፍረት ባለው የብሩሽ ሽፋን ወይም የሚረጭ ሽፋን ዘዴ በተመሳሳይ መልኩ ተሸፍኗል ፣ እና ከዚያ ለቦታው ምላሽ በከፍተኛ የሙቀት ምድጃ ውስጥ ይቀመጣል ፣ የምላሽ ሙቀት 1850 ~ 2300 ℃ ፣ እና የሙቀት ጥበቃው 2 ~ 6 ሰ. የሲሲ ውጫዊ ንብርብር በ 24 ኢን (60.96 ሴ.ሜ) ነጠላ ክሪስታል የእድገት እቶን ውስጥ መጠቀም ይቻላል, እና የአጠቃቀም ሙቀት 1500 ℃ ነው, እና ከ 1500h በኋላ በግራፋይት መመሪያ ሲሊንደር ላይ ምንም የሚሰነጠቅ እና የሚወርድ ዱቄት እንደሌለ ተገኝቷል.

1.3 የኢንሱሌሽን ሲሊንደር ውስጥ የመተግበሪያ እና የምርምር ሂደት

የ monocrystalline ሲሊከን የሙቀት መስክ ስርዓት ቁልፍ አካላት እንደ አንዱ ፣ የኢንሱሌሽን ሲሊንደር በዋነኝነት የሚያገለግለው የሙቀት ብክነትን ለመቀነስ እና የሙቀት መስክ አከባቢን የሙቀት መጠን ለመቆጣጠር ነው። የነጠላ ክሪስታል እቶን ውስጠኛው ግድግዳ ማገጃ ንብርብር እንደ ደጋፊ አካል ፣ የሲሊኮን ትነት ዝገት ወደ ጥቀርሻ መውደቅ እና የምርት መሰንጠቅን ያስከትላል ፣ ይህም በመጨረሻ ወደ ምርት ውድቀት ያመራል።

ተመራማሪዎቹ የሲ/ሲሲክ ድብልቅ የኢንሱሌሽን ቱቦን የሲሊኮን ትነት ዝገት የመቋቋም አቅም የበለጠ ለማሳደግ፣ተመራማሪዎቹ የተዘጋጀውን C/C-sic composite insulation tube ምርቶችን ወደ ኬሚካላዊ የእንፋሎት ምላሽ ምድጃ ውስጥ ያስቀምጣሉ፣እና በኬሚካላዊ የእንፋሎት ማስቀመጫ ሂደት ላይ ጥቅጥቅ ያለ የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን ያዘጋጁ። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የሂደቱ የካርቦን ፋይበር በሲ / ሲ-ሲክ ውህድ በሲሊኮን ትነት እምብርት ላይ ያለውን የካርቦን ፋይበር መበላሸትን በትክክል ሊገታ ይችላል ፣ እና የሲሊኮን ትነት የመቋቋም አቅም ከካርቦን / ካርቦን ስብጥር ጋር ሲነፃፀር ከ 5 እስከ 10 ጊዜ ያህል ይጨምራል ፣ እና የኢንሱሌሽን ሲሊንደር የአገልግሎት ዘመን እና የሙቀት መስክ አካባቢ ደህንነት በእጅጉ ተሻሽሏል።

2. መደምደሚያ እና ተስፋ

የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋንበከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ባለው እጅግ በጣም ጥሩ የኦክሳይድ መከላከያ ስላለው በካርቦን / ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል። በሞኖክሪስታሊን ሲሊከን ምርት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት የካርቦን / የካርቦን የሙቀት መስክ ቁሶች እየጨመረ በመምጣቱ በሙቀት መስክ ቁሳቁሶች ላይ ያለውን የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን ተመሳሳይነት እንዴት ማሻሻል እንደሚቻል እና የካርቦን / የካርቦን ሙቀት የመስክ ቁሳቁሶች አገልግሎት ህይወትን ለማሻሻል አስቸኳይ ችግር ሆኗል.

በሌላ በኩል ፣ በሞኖክሪስታሊን የሲሊኮን ኢንዱስትሪ ልማት ፣ ከፍተኛ-ንፅህና የካርቦን / የካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች ፍላጎት እየጨመረ ነው ፣ እና ሲሲ ናኖፋይበርስ በምላሹ ጊዜ በውስጠኛው የካርቦን ፋይበር ላይ ይበቅላል። በሙከራዎች የሚዘጋጁት የጅምላ ማስወገጃ እና የመስመራዊ ማስወገጃ መጠኖች C/C-ZRC እና C/C-sic ZrC ውህዶች -0.32 mg/s እና 2.57 μm/s በቅደም ተከተል። የ C / C-sic -ZrC ጥንቅሮች የጅምላ እና የመስመር ማስወገጃ መጠኖች -0.24mg/s እና 1.66 μm/s, በቅደም ተከተል. የC/C-ZRC ውህዶች ከሲሲ ናኖፋይበርስ ጋር የተሻሉ የማስወገጃ ባህሪያት አሏቸው። በኋላ፣ የተለያዩ የካርበን ምንጮች በሲሲ ናኖፋይበርስ እድገት እና በሲሲ ናኖፋይበርስ የC/C-ZRC ውህዶች አፀያፊ ባህሪያት ላይ የሚያሳድሩት ተጽዕኖ ይጠናል።

የተቀናጀ ሽፋን የካርቦን/የካርቦን ውህድ ክራንች በኬሚካላዊ የእንፋሎት ስርጭት ሂደት እና በቦታ ምላሽ ተዘጋጅቷል። የተቀናበረው ሽፋን የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን (100 ~ 300μm) ፣ የሲሊኮን ሽፋን (10 ~ 20μm) እና የሲሊኮን ናይትራይድ ሽፋን (50 ~ 100μm) የተዋቀረ ሲሆን ይህም በካርቦን / ካርቦን ውህድ ክሬይብል ውስጠኛው ገጽ ላይ የሲሊኮን ትነት መበላሸትን በተሳካ ሁኔታ ሊገታ ይችላል። በማምረት ሂደት ውስጥ የተደባለቀ የተሸፈነ የካርቦን / የካርቦን ድብልቅ ክሬዲት መጥፋት በአንድ ምድጃ ውስጥ 0.04 ሚሜ ነው, እና የአገልግሎት ህይወት 180 የእቶን ጊዜ ሊደርስ ይችላል.