1 Tapassing en ûndersyksfoarútgong fan silisiumkarbidcoating yn koalstof/koalstof termyske fjildmaterialen
1.1 Tapassing en ûndersyksfoarútgong yn kroes tarieding
Yn it termyske fjild fan ien kristal, dekoalstof/koalstofkroeswurdt benammen brûkt as in draachfet foar silikonmateriaal en is yn kontakt mei dekwartskroes, lykas te sjen is yn figuer 2. De wurktemperatuer fan 'e koalstof/koalstofkroes is sawat 1450 ℃, dy't ûnderwurpen wurdt oan de dûbele eroazje fan fêst silisium (silisiumdiokside) en silisiumdamp, en úteinlik wurdt de kroes tin of hat in ringbarst, wat resulteart yn it falen fan 'e kroes.
In gearstalde coating koalstof/koalstof gearstalde kroes waard taret troch in gemysk damppermeaasjeproses en in-situ reaksje. De gearstalde coating bestie út in silisiumkarbide coating (100~300μm), in silisiumcoating (10~20μm) en in silisiumnitride coating (50~100μm), dy't de korrosje fan silisiumdamp op it binnenste oerflak fan 'e koalstof/koalstof gearstalde kroes effektyf koe remme. Yn it produksjeproses is it ferlies fan 'e gearstalde coating koalstof/koalstof gearstalde kroes 0,04 mm per oven, en de libbensdoer kin 180 oventiden berikke.
De ûndersikers brûkten in gemyske reaksjemetoade om in unifoarme silisiumkarbide coating te generearjen op it oerflak fan 'e koalstof/koalstofkompositkroes ûnder bepaalde temperatueromstannichheden en de beskerming fan draachgas, mei silisiumdiokside en silisiummetaal as grûnstoffen yn in hege-temperatuer sinteroven. De resultaten litte sjen dat de hege-temperatuerbehanneling net allinich de suverens en sterkte fan 'e sic-coating ferbetteret, mar ek de wearbestindigens fan it oerflak fan 'e koalstof/koalstofkomposit sterk ferbetteret, en de korrosje fan it oerflak fan 'e kroes troch SiO2-damp en flechtige soerstofatomen yn 'e monokristallijne silisiumoven foarkomt. De libbensdoer fan 'e kroes wurdt mei 20% ferlingd yn ferliking mei dy fan 'e kroes sûnder sic-coating.
1.2 Tapassing en ûndersyksfoarútgong yn streamliedingsbuis
De liedingsilinder sit boppe de kroes (lykas te sjen yn figuer 1). Tidens it proses fan kristallûken is it temperatuerferskil tusken binnen en bûten it fjild grut, foaral it ûnderste oerflak is it tichtst by it smelte silisiummateriaal, de temperatuer is it heechst, en de korrosje troch silisiumdamp is it earnstichst.
De ûndersikers hawwe in ienfâldich proses en goede oksidaasjebestriding fan 'e anty-oksidaasjecoating en tariedingsmetoade fan 'e gidsbuis útfûn. Earst waard in laach silisiumkarbide whisker in situ groeid op 'e matriks fan' e gidsbuis, en doe waard in tichte silisiumkarbide bûtenste laach taret, sadat in SiCw-oergongslaach foarme waard tusken de matriks en de tichte silisiumkarbide oerflaklaach, lykas te sjen is yn figuer 3. De termyske útwreidingskoëffisjint wie tusken de matriks en silisiumkarbid. It kin de termyske stress feroarsake troch de mismatch fan termyske útwreidingskoëffisjint effektyf ferminderje.
De analyze lit sjen dat mei de tanimming fan it SiCw-ynhâld, de grutte en it oantal skuorren yn 'e coating ôfnimme. Nei 10 oeren oksidaasje yn 1100 ℃ loft is it gewichtsferlies fan it coatingmonster mar 0,87% ~ 8,87%, en de oksidaasjebestriding en termyske skokbestriding fan 'e silisiumkarbidcoating binne sterk ferbettere. It heule tariedingsproses wurdt kontinu foltôge troch gemyske dampôfsetting, de tarieding fan silisiumkarbidcoating wurdt sterk ferienfâldige, en de wiidweidige prestaasjes fan 'e heule nozzle wurde fersterke.
De ûndersikers stelden in metoade foar foar it fersterkjen fan 'e matriks en it bedekken fan in oerflak fan in grafytgidsbuis foar czohr monokristal silisium. De krigen silisiumkarbide slurry waard unifoarm oanbrocht op it oerflak fan 'e grafytgidsbuis mei in coatingdikte fan 30~50 μm troch middel fan in kwastcoating of in spuitcoatingmetoade, en doe pleatst yn in hege temperatueroven foar in-situ reaksje, de reaksjetemperatuer wie 1850~2300 ℃, en de waarmtebehâld wie 2~6 oeren. De SiC bûtenste laach kin brûkt wurde yn in 24 inch (60.96 cm) ienkristal groeioven, en de gebrûkstemperatuer is 1500 ℃, en it is fûn dat der gjin barsten en fallend poeier op it oerflak fan 'e grafytgidssilinder is nei 1500 oeren.
1.3 Tapassing en ûndersyksfoarútgong yn isolaasjesilinder
As ien fan 'e wichtichste komponinten fan it monokristallijne silisium termyske fjildsysteem, wurdt de isolaasjesilinder benammen brûkt om waarmteferlies te ferminderjen en de temperatuergradiïnt fan 'e termyske fjildomjouwing te kontrolearjen. As in stypjend ûnderdiel fan 'e binnenwandisolaasjelaach fan in ienkristaloven liedt silisiumdampkorrosje ta it fallen fan slak en it barsten fan it produkt, wat úteinlik liedt ta produktfalen.
Om de korrosjebestriding fan silisiumdamp fan 'e C/C-sic kompositisolaasjebuis fierder te ferbetterjen, hawwe de ûndersikers de taretmakke C/C-sic kompositisolaasjebuisprodukten yn 'e gemyske dampreaksjeoven pleatst en in tichte silisiumkarbidcoating op it oerflak fan 'e C/C-sic kompositisolaasjebuisprodukten taret troch in gemysk dampôfsettingsproses. De resultaten litte sjen dat it proses de korrosje fan koalstofvezel op 'e kearn fan C/C-sic komposit troch silisiumdamp effektyf kin remme, en de korrosjebestriding fan silisiumdamp wurdt 5 oant 10 kear ferhege yn ferliking mei koalstof/koalstofkomposit, en de libbensdoer fan 'e isolaasjesilinder en de feiligens fan 'e termyske fjildomjouwing wurde sterk ferbettere.
2. Konklúzje en perspektyf
Silisiumkarbide coatingwurdt hieltyd faker brûkt yn koalstof/koalstof termyske fjildmaterialen fanwegen syn poerbêste oksidaasjebestriding by hege temperatuer. Mei de tanimmende grutte fan koalstof/koalstof termyske fjildmaterialen dy't brûkt wurde yn monokristallijne silisiumproduksje, is it in driuwend probleem wurden om de uniformiteit fan silisiumkarbidcoating op it oerflak fan termyske fjildmaterialen te ferbetterjen en de libbensdoer fan koalstof/koalstof termyske fjildmaterialen te ferbetterjen.
Oan 'e oare kant, mei de ûntwikkeling fan 'e monokristallijne silisiumyndustry, nimt de fraach nei hege-suverens koalstof/koalstof termyske fjildmaterialen ek ta, en SiC-nanofibers wurde ek groeid op 'e ynterne koalstoffibers tidens de reaksje. De massa-ablaasje- en lineêre ablaasjeraten fan C/C-ZRC en C/C-sic ZrC-kompositen taret troch eksperiminten binne respektivelik -0,32 mg/s en 2,57 μm/s. De massa- en lineêre ablaasjeraten fan C/C-sic-ZrC-kompositen binne respektivelik -0,24 mg/s en 1,66 μm/s. De C/C-ZRC-kompositen mei SiC-nanofibers hawwe bettere ablative eigenskippen. Letter sille de effekten fan ferskate koalstofboarnen op 'e groei fan SiC-nanofibers en it meganisme fan SiC-nanofibers dy't de ablative eigenskippen fan C/C-ZRC-kompositen fersterkje, bestudearre wurde.
In gearstalde coating koalstof/koalstof gearstalde kroes waard taret troch in gemysk damppermeaasjeproses en in-situ reaksje. De gearstalde coating bestie út in silisiumkarbide coating (100~300μm), in silisiumcoating (10~20μm) en in silisiumnitride coating (50~100μm), dy't de korrosje fan silisiumdamp op it binnenste oerflak fan 'e koalstof/koalstof gearstalde kroes effektyf koe remme. Yn it produksjeproses is it ferlies fan 'e gearstalde coating koalstof/koalstof gearstalde kroes 0,04 mm per oven, en de libbensdoer kin 180 oventiden berikke.
Pleatsingstiid: 22 febrewaris 2024