1 Apliko kaj esplora progreso de siliciokarbida tegaĵo en karbono/karbono termikaj kampomaterialoj
1.1 Apliko kaj esplora progreso en krisolo-preparado
En la termika kampo de unu-kristala, lakarbono/karbona krisoloestas ĉefe uzata kiel transportujo por silikona materialo kaj estas en kontakto kun lakvarca krisolo, kiel montrite en Figuro 2. La funkcianta temperaturo de la karbona/karbona krisolo estas ĉirkaŭ 1450℃, kiu estas submetita al la duobla erozio de solida silicio (silicia dioksido) kaj silicia vaporo, kaj fine la krisolo maldikiĝas aŭ havas ringan fendeton, rezultante en la difekto de la krisolo.
Kompozita tegaĵo el karbono/karbona kompozita krisolo estis preparita per kemia vapora trapenetra procezo kaj surloka reakcio. La kompozita tegaĵo konsistis el silicia karbida tegaĵo (100~300μm), silicia tegaĵo (10~20μm) kaj silicia nitrida tegaĵo (50~100μm), kiuj povis efike inhibicii la korodon de silicia vaporo sur la interna surfaco de la karbono/karbona kompozita krisolo. Dum la produktada procezo, la perdo de la kompozita tegaĵo el karbono/karbona kompozita krisolo estas 0.04 mm por ĉiu forno, kaj la servodaŭro povas atingi 180 fornotempojn.
La esploristoj uzis kemian reakcian metodon por generi unuforman silician karbidan tegaĵon sur la surfaco de la karbono/karbona kompozita krisolo sub certaj temperaturkondiĉoj kaj la protekto de transportgaso, uzante silician dioksidon kaj silician metalon kiel krudmaterialojn en alt-temperatura sinteriga forno. La rezultoj montras, ke la alt-temperatura traktado ne nur plibonigas la purecon kaj forton de la silicia tegaĵo, sed ankaŭ multe plibonigas la eluziĝreziston de la surfaco de la karbono/karbona kompozito, kaj malhelpas la korodon de la surfaco de la krisolo fare de SiO2-vaporo kaj volatilaj oksigenatomoj en la monokristala silicia forno. La funkcidaŭro de la krisolo plilongiĝis je 20% kompare kun tiu de la krisolo sen silicia tegaĵo.
1.2 Apliko kaj esplora progreso en fluogvidtubo
La gvidcilindro situas super la krisolo (kiel montrite en Figuro 1). Dum la kristala tirado, la temperaturdiferenco inter la interno kaj la ekstero de la kampo estas granda, precipe la malsupra surfaco estas plej proksima al la fandita silicia materialo, la temperaturo estas la plej alta, kaj la korodo per silicia vaporo estas la plej grava.
La esploristoj inventis simplan procezon kaj bonan oksidiĝan reziston per la kontraŭoksidiga tegaĵo kaj preparmetodo de la gvidtubo. Unue, tavolo de silicia karbida barbo estis surloke kreskigita sur la matrico de la gvidtubo, kaj poste densa silicia karbida ekstera tavolo estis preparita, tiel ke SiCw-transira tavolo estis formita inter la matrico kaj la densa silicia karbida surfaca tavolo, kiel montrite en Figuro 3. La koeficiento de termika ekspansio troviĝis inter la matrico kaj la silicia karbido. Ĝi povas efike redukti la termikan streson kaŭzitan de misagordo de la termika ekspansiokoeficiento.
La analizo montras, ke kun la pliiĝo de la SiCw-enhavo, la grandeco kaj nombro de fendetoj en la tegaĵo malpliiĝas. Post 10-hora oksidiĝo en aero je 1100 ℃, la pezperda indico de la tegaĵa specimeno estas nur 0,87%~8,87%, kaj la oksidiĝa rezisto kaj termika ŝokorezisto de la silicia karbida tegaĵo multe pliboniĝas. La tuta preparprocezo estas kompletigita kontinue per kemia vapora deponado, la preparado de la silicia karbida tegaĵo multe simpligas, kaj la ampleksa funkciado de la tuta ajuto plifortiĝas.
La esploristoj proponis metodon por plifortigi la matricon kaj surfactegaĵon de grafita gvidtubo por Czohr-monokristala silicio. La akirita silicia karbida suspensiaĵo estis unuforme kovrita sur la surfaco de la grafita gvidtubo kun tegaĵdikeco de 30~50 μm per broskovrado aŭ ŝpruckovrada metodo, kaj poste metita en alttemperaturan fornon por surloka reakcio, la reakcia temperaturo estis 1850~2300 ℃, kaj la varmokonservado estis 2~6 horoj. La SiC-ekstera tavolo povas esti uzata en 24-cola (60.96 cm²) unukristala kreskoforno, kaj la uztemperaturo estas 1500 ℃, kaj oni trovis, ke ne estas fendado kaj falanta pulvoro sur la surfaco de la grafita gvidcilindro post 1500 horoj.
1.3 Apliko kaj esplora progreso en izolaj cilindroj
Kiel unu el la ŝlosilaj komponantoj de la monokristala silicia termika kampa sistemo, la izola cilindro estas ĉefe uzata por redukti varmoperdon kaj kontroli la temperaturgradienton de la termika kampa medio. Kiel subtena parto de la interna mura izola tavolo de monokristala forno, silicia vapora korodo kondukas al ŝlakfalo kaj fendado de la produkto, kio fine kondukas al produktofiasko.
Por plue plibonigi la korodreziston de silicia vaporo de la C/C-sic-kompozita izoladotubo, la esploristoj metis la preparitajn C/C-sic-kompozitajn izoladotubojn en kemian vaporreakcian fornon, kaj preparis densan silician karbidan tegaĵon sur la surfaco de la C/C-sic-kompozitaj izoladotuboj per kemia vapora deponada procezo. La rezultoj montras, ke la procezo povas efike inhibicii la korodon de karbonfibro sur la kerno de C/C-sic-kompozito per silicia vaporo, kaj la korodrezisto de silicia vaporo pliiĝas 5 ĝis 10 fojojn kompare kun karbono/karbona kompozito, kaj la funkcidaŭro de la izoladocilindro kaj la sekureco de la termika kampa medio multe pliboniĝas.
2. Konkludo kaj perspektivo
Siliciokarbida tegaĵoestas pli kaj pli vaste uzata en karbonaj/karbonaj termikaj kampaj materialoj pro sia bonega oksidiĝrezisto je altaj temperaturoj. Kun la kreskanta grandeco de karbonaj/karbonaj termikaj kampaj materialoj uzataj en la produktado de monokristala silicio, kiel plibonigi la homogenecon de la siliciokarbida tegaĵo sur la surfaco de termikaj kampaj materialoj kaj plibonigi la servodaŭron de karbonaj/karbonaj termikaj kampaj materialoj fariĝis urĝa problemo solvenda.
Aliflanke, kun la disvolviĝo de la monokristala silicia industrio, la postulo je altpurecaj karbono/karbonaj termikaj kampomaterialoj ankaŭ kreskas, kaj SiC-nanofibroj ankaŭ estas kreskigitaj sur la internaj karbonfibroj dum la reakcio. La masa-ablaciaj kaj linearaj ablaciaj rapidoj de C/C-ZRC kaj C/C-sic ZrC-kompozitoj preparitaj per eksperimentoj estas -0.32 mg/s kaj 2.57 μm/s, respektive. La masa- kaj linia-ablaciaj rapidoj de C/C-sic -ZrC-kompozitoj estas -0.24 mg/s kaj 1.66 μm/s, respektive. La C/C-ZRC-kompozitoj kun SiC-nanofibroj havas pli bonajn ablaciajn ecojn. Poste, la efikoj de malsamaj karbonfontoj sur la kresko de SiC-nanofibroj kaj la mekanismo de SiC-nanofibroj plifortigantaj la ablaciajn ecojn de C/C-ZRC-kompozitoj estos studataj.
Kompozita tegaĵo el karbono/karbona kompozita krisolo estis preparita per kemia vapora trapenetra procezo kaj surloka reakcio. La kompozita tegaĵo konsistis el silicia karbida tegaĵo (100~300μm), silicia tegaĵo (10~20μm) kaj silicia nitrida tegaĵo (50~100μm), kiuj povis efike inhibicii la korodon de silicia vaporo sur la interna surfaco de la karbono/karbona kompozita krisolo. Dum la produktada procezo, la perdo de la kompozita tegaĵo el karbono/karbona kompozita krisolo estas 0.04 mm por ĉiu forno, kaj la servodaŭro povas atingi 180 fornotempojn.
Afiŝtempo: 22-a de februaro 2024