Mae cynhyrchu pŵer ffotofoltäig solar wedi dod yn ddiwydiant ynni newydd mwyaf addawol y byd. O'i gymharu â chelloedd solar polysilicon a silicon amorffaidd, mae gan silicon monocrystalline, fel deunydd cynhyrchu pŵer ffotofoltäig, effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol uchel a manteision masnachol rhagorol, ac mae wedi dod yn brif ffrwd cynhyrchu pŵer ffotofoltäig solar. Mae Czochralski (CZ) yn un o'r prif ddulliau o baratoi silicon monocrystalline. Mae cyfansoddiad ffwrnais monocrystalline Czochralski yn cynnwys system ffwrnais, system gwactod, system nwy, system maes thermol a system reoli drydanol. Y system maes thermol yw un o'r amodau pwysicaf ar gyfer twf silicon monocrystalline, ac mae ansawdd silicon monocrystalline yn cael ei effeithio'n uniongyrchol gan ddosbarthiad graddiant tymheredd y maes thermol.
Mae'r cydrannau maes thermol yn cynnwys deunyddiau carbon yn bennaf (deunyddiau graffit a deunyddiau cyfansawdd carbon/carbon), sy'n cael eu rhannu'n rhannau cynnal, rhannau swyddogaethol, elfennau gwresogi, rhannau amddiffynnol, deunyddiau inswleiddio thermol, ac ati, yn ôl eu swyddogaethau, fel y dangosir yn Ffigur 1. Wrth i faint silicon monocrystalline barhau i gynyddu, mae'r gofynion maint ar gyfer cydrannau maes thermol hefyd yn cynyddu. Deunyddiau cyfansawdd carbon/carbon yw'r dewis cyntaf ar gyfer deunyddiau maes thermol ar gyfer silicon monocrystalline oherwydd eu sefydlogrwydd dimensiynol a'u priodweddau mecanyddol rhagorol.
Yn y broses o silicon monocrystalline czochralcian, bydd toddi deunydd silicon yn cynhyrchu anwedd silicon a thasgl silicon tawdd, gan arwain at erydiad siliciad deunyddiau maes thermol carbon/carbon, ac mae priodweddau mecanyddol a bywyd gwasanaeth deunyddiau maes thermol carbon/carbon yn cael eu heffeithio'n ddifrifol. Felly, mae sut i leihau erydiad siliciad deunyddiau maes thermol carbon/carbon a gwella eu bywyd gwasanaeth wedi dod yn un o bryderon cyffredin gweithgynhyrchwyr silicon monocrystalline a gweithgynhyrchwyr deunyddiau maes thermol carbon/carbon.Gorchudd silicon carbidwedi dod yn ddewis cyntaf ar gyfer amddiffyn cotio wyneb deunyddiau maes thermol carbon/carbon oherwydd ei wrthwynebiad sioc thermol rhagorol a'i wrthwynebiad gwisgo.
Yn y papur hwn, gan ddechrau o ddeunyddiau maes thermol carbon/carbon a ddefnyddir mewn cynhyrchu silicon monogrisialog, cyflwynir y prif ddulliau paratoi, manteision ac anfanteision cotio silicon carbid. Ar y sail hon, adolygir cymhwysiad a chynnydd ymchwil cotio silicon carbid mewn deunyddiau maes thermol carbon/carbon yn ôl nodweddion deunyddiau maes thermol carbon/carbon, a chyflwynir awgrymiadau a chyfarwyddiadau datblygu ar gyfer amddiffyn cotio wyneb deunyddiau maes thermol carbon/carbon.
1 Technoleg paratoicotio silicon carbid
1.1 Dull mewnosod
Defnyddir y dull mewnosod yn aml i baratoi'r haen fewnol o silicon carbide mewn system ddeunydd cyfansawdd C/C-sic. Mae'r dull hwn yn defnyddio powdr cymysg yn gyntaf i lapio'r deunydd cyfansawdd carbon/carbon, ac yna'n cynnal triniaeth wres ar dymheredd penodol. Mae cyfres o adweithiau ffisegemegol cymhleth yn digwydd rhwng y powdr cymysg ac wyneb y sampl i ffurfio'r haen. Ei fantais yw bod y broses yn syml, dim ond un broses all baratoi deunyddiau cyfansawdd matrics trwchus, heb graciau; Newid maint bach o'r rhagffurf i'r cynnyrch terfynol; Addas ar gyfer unrhyw strwythur wedi'i atgyfnerthu â ffibr; Gellir ffurfio graddiant cyfansoddiad penodol rhwng yr haen a'r swbstrad, sy'n cyfuno'n dda â'r swbstrad. Fodd bynnag, mae anfanteision hefyd, megis yr adwaith cemegol ar dymheredd uchel, a all niweidio'r ffibr, a dirywiad priodweddau mecanyddol y matrics carbon/carbon. Mae'n anodd rheoli unffurfiaeth yr haen, oherwydd ffactorau fel disgyrchiant, sy'n gwneud yr haen yn anwastad.
1.2 Dull cotio slyri
Y dull cotio slyri yw cymysgu'r deunydd cotio a'r rhwymwr yn gymysgedd, brwsio'n gyfartal ar wyneb y matrics, ar ôl sychu mewn awyrgylch anadweithiol, caiff y sbesimen wedi'i orchuddio ei sinteru ar dymheredd uchel, a gellir cael yr haen sydd ei hangen. Y manteision yw bod y broses yn syml ac yn hawdd i'w gweithredu, ac mae trwch yr haen yn hawdd i'w reoli; Yr anfantais yw bod cryfder bondio gwael rhwng yr haen a'r swbstrad, ac mae ymwrthedd sioc thermol yr haen yn wael, ac mae unffurfiaeth yr haen yn isel.
1.3 Dull adwaith anwedd cemegol
Mae dull adwaith anwedd cemegol (CVR) yn ddull proses sy'n anweddu deunydd silicon solet yn anwedd silicon ar dymheredd penodol, ac yna mae'r anwedd silicon yn tryledu i du mewn ac arwyneb y matrics, ac yn adweithio in situ gyda charbon yn y matrics i gynhyrchu carbid silicon. Mae ei fanteision yn cynnwys awyrgylch unffurf yn y ffwrnais, cyfradd adwaith gyson a thrwch dyddodiad y deunydd wedi'i orchuddio ym mhobman; Mae'r broses yn syml ac yn hawdd i'w gweithredu, a gellir rheoli trwch y cotio trwy newid pwysedd anwedd silicon, amser dyddodiad a pharamedrau eraill. Yr anfantais yw bod y sampl yn cael ei heffeithio'n fawr gan y safle yn y ffwrnais, ac ni all pwysedd anwedd silicon yn y ffwrnais gyrraedd yr unffurfiaeth ddamcaniaethol, gan arwain at drwch cotio anwastad.
1.4 Dull dyddodiad anwedd cemegol
Mae dyddodiad anwedd cemegol (CVD) yn broses lle mae hydrocarbonau'n cael eu defnyddio fel ffynhonnell nwy ac N2/Ar purdeb uchel fel nwy cludwr i gyflwyno nwyon cymysg i adweithydd anwedd cemegol, ac mae'r hydrocarbonau'n cael eu dadelfennu, eu syntheseiddio, eu gwasgaru, eu hamsugno a'u datrys o dan dymheredd a phwysau penodol i ffurfio ffilmiau solet ar wyneb deunyddiau cyfansawdd carbon/carbon. Ei fantais yw y gellir rheoli dwysedd a phurdeb yr haen; Mae hefyd yn addas ar gyfer darnau gwaith â siâp mwy cymhleth; Gellir rheoli strwythur crisial a morffoleg wyneb y cynnyrch trwy addasu'r paramedrau dyddodiad. Yr anfanteision yw bod y gyfradd dyddodiad yn rhy isel, bod y broses yn gymhleth, bod cost cynhyrchu'n uchel, ac efallai y bydd diffygion haenu, megis craciau, diffygion rhwyll a diffygion arwyneb.
I grynhoi, mae'r dull mewnosod yn gyfyngedig i'w nodweddion technolegol, sy'n addas ar gyfer datblygu a chynhyrchu deunyddiau labordy a maint bach; Nid yw'r dull cotio yn addas ar gyfer cynhyrchu màs oherwydd ei gysondeb gwael. Gall y dull CVR fodloni cynhyrchu màs cynhyrchion maint mawr, ond mae ganddo ofynion uwch ar gyfer offer a thechnoleg. Mae'r dull CVD yn ddull delfrydol ar gyfer paratoiGorchudd SIC, ond mae ei gost yn uwch na'r dull CVR oherwydd ei anhawster o ran rheoli prosesau.
Amser postio: Chwefror-22-2024