1 Feidhmchlár agus dul chun cinn taighde sciath sileacain charbíde in ábhair réimse teirmeach carbóin/carbóin
1.1 Dul chun cinn san iarratas agus sa taighde maidir le hullmhú an bhreogáin
Sa réimse teirmeach criostail aonair, ancarbón/cruicle carbóinúsáidtear go príomha mar shoitheach iompair d'ábhar sileacain agus bíonn sé i dteagmháil leis anbreogán grianchloch, mar a thaispeántar i bhFíor 2. Is é thart ar 1450 ℃ teocht oibre an bhreogáin charbóin/charbóin, atá faoi réir creimeadh dúbailte sileacain sholadaigh (dé-ocsaíd sileacain) agus gal sileacain, agus ar deireadh bíonn an breogán tanaí nó scoilteann fáinne ann, rud a fhágann go dteipeann ar an mbreogán.
Ullmhaíodh breogán ilchodach carbóin/carbóin brataithe ilchodach trí phróiseas tréscaoilteachta gaile ceimiceach agus imoibriú in-situ. Bhí an sciath ilchodach comhdhéanta de sciath cairbíde sileacain (100~300μm), sciath sileacain (10~20μm) agus sciath níotráite sileacain (50~100μm), rud a d'fhéadfadh creimeadh gaile sileacain ar dhromchla istigh an bhreogáin ilchodaigh carbóin/carbóin a chosc go héifeachtach. Sa phróiseas táirgthe, is é 0.04 mm in aghaidh an fhoirnéise caillteanas an bhreogáin ilchodaigh carbóin/carbóin brataithe ilchodach, agus is féidir leis an saol seirbhíse 180 uair foirnéise a bhaint amach.
Bhain na taighdeoirí úsáid as modh imoibrithe ceimicigh chun sciath aonfhoirmeach charbaíde sileacain a ghiniúint ar dhromchla an bhreogáin chomhchodach carbóin/carbóin faoi choinníollacha teochta áirithe agus chun gás iompróra a chosaint, ag baint úsáide as dé-ocsaíd sileacain agus miotal sileacain mar amhábhair i bhfoirnéis shintéirithe ardteochta. Léiríonn na torthaí nach bhfeabhsaíonn an chóireáil ardteochta íonacht agus neart an sciath sic amháin, ach go bhfeabhsaíonn sí friotaíocht caitheamh dhromchla an chomhchodaigh carbóin/carbóin go mór freisin, agus go gcoisceann sí creimeadh dhromchla an bhreogáin ag gal SiO agus adaimh ocsaigine so-ghalaithe san fhoirnéis sileacain monachriostail. Méadaítear saolré seirbhíse an bhreogáin 20% i gcomparáid le saolré an bhreogáin gan sciath sic.
1.2 Dul chun cinn i bhfeidhm agus i dtaighde i bhfeadán treorach sreafa
Tá an sorcóir treorach suite os cionn an bhreogáin (mar a thaispeántar i bhFíor 1). Le linn an phróisis tarraingthe criostail, bíonn an difríocht teochta idir an taobh istigh agus an taobh amuigh den réimse mór, go háirithe nuair is é an dromchla bun is gaire don ábhar sileacain leáite, is í an teocht is airde, agus is í an creimeadh ó ghal sileacain an ceann is tromchúisí.
Chum na taighdeoirí próiseas simplí agus dea-fhriotaíocht ocsaídiúcháin don sciath frith-ocsaídiúcháin agus don mhodh ullmhúcháin don fheadán treorach. Ar dtús, fásadh ciseal de shruthán sileacain charbaíde in situ ar mhaitrís an fheadáin treorach, agus ansin ullmhaíodh ciseal seachtrach dlúth sileacain charbaíde, ionas go gcruthófaí ciseal trasdula SiCw idir an maitrís agus an ciseal dromchla dlúth sileacain charbaíde, mar a thaispeántar i bhFíor 3. Bhí an comhéifeacht leathnúcháin theirmigh idir an maitrís agus an charbaíd sileacain. Is féidir leis an strus teirmeach de bharr neamhréir an chomhéifeacht leathnúcháin theirmigh a laghdú go héifeachtach.
Léiríonn an anailís go laghdaíonn méid agus líon na scoilteanna sa sciath de réir mar a mhéadaíonn cion SiCw. Tar éis 10 uair an chloig d’ocsaídiú in aer 1100 ℃, níl ach 0.87% ~ 8.87% i ráta meáchain caillteanais an tsampla sciath, agus feabhsaítear friotaíocht ocsaídiúcháin agus friotaíocht turraing theirmigh an sciath sileacain charbaíde go mór. Críochnaítear an próiseas ullmhúcháin iomlán go leanúnach trí thaisceadh gaile ceimiceach, rud a shimplíonn ullmhú sciath sileacain charbaíde go mór, agus neartaítear feidhmíocht chuimsitheach an nozzle iomláin.
Mhol na taighdeoirí modh neartú maitrís agus sciath dromchla feadán treorach graifíte le haghaidh sileacan monachriostail czohr. Sciathadh an sloda carbóide sileacain a fuarthas go haonfhoirmeach ar dhromchla an fheadáin treorach graifíte le tiús sciath de 30 ~ 50 μm trí mhodh sciath scuaibe nó sciath spraeála, agus ansin cuireadh i bhfoirnéis ardteochta é le haghaidh imoibriú in-situ, bhí an teocht imoibrithe 1850 ~ 2300 ℃, agus bhí an caomhnú teasa 2 ~ 6 uair an chloig. Is féidir an ciseal seachtrach SiC a úsáid i bhfoirnéis fáis criostail aonair 24 orlach (60.96 cm), agus is é 1500 ℃ an teocht úsáide, agus fuarthas amach nach bhfuil aon scoilteadh ná púdar ag titim ar dhromchla an tsorcóra treorach graifíte tar éis 1500 uair an chloig.
1.3 Dul chun cinn i bhfeidhm agus i dtaighde i sorcóir inslithe
Mar cheann de na príomhchodanna den chóras réimse teirmeach sileacain mhonachriostalach, úsáidtear an sorcóir inslithe go príomha chun caillteanas teasa a laghdú agus grádán teochta na timpeallachta réimse teirmeach a rialú. Mar chuid tacaíochta den tsraith inslithe balla istigh de fhoirnéis criostail aonair, bíonn creimeadh gaile sileacain ina chúis le titim slaig agus scoilteadh an táirge, rud a fhágann teip ar an táirge sa deireadh.
Chun friotaíocht creimeadh gaile sileacain an fheadáin inslithe ilchodach C/C-sic a fheabhsú tuilleadh, chuir na taighdeoirí na táirgí feadán inslithe ilchodach C/C-sic ullmhaithe isteach san fhoirnéis imoibrithe gaile ceimicigh, agus ullmhaíodh sciath dlúth charbaíde sileacain ar dhromchla na dtáirgí feadán inslithe ilchodach C/C-sic trí phróiseas taiscthe gaile ceimicigh. Léiríonn na torthaí gur féidir leis an bpróiseas creimeadh snáithín carbóin ar chroílár an ilchodach C/C-sic ag gal sileacain a chosc go héifeachtach, agus go méadaítear friotaíocht creimeadh gaile sileacain 5 go 10 n-uaire i gcomparáid le hilchodach carbóin/carbóin, agus go bhfeabhsaítear saolré seirbhíse an tsorcóra inslithe agus sábháilteacht an chomhshaoil réimse teirmeach go mór.
2. Conclúid agus ionchas
sciath sileacain charbídeag úsáid níos forleithne in ábhair réimse teirmeacha carbóin/carbóin mar gheall ar a fhriotaíocht ocsaídiúcháin den scoth ag teocht ard. Le méadú ar mhéid na n-ábhar réimse teirmeach carbóin/carbóin a úsáidtear i dtáirgeadh sileacain mhonachriostalach, tá sé ina fhadhb phráinneach atá le réiteach conas aonfhoirmeacht sciath sileacain charbaíde ar dhromchla ábhar réimse teirmeach a fheabhsú agus saolré seirbhíse ábhar réimse teirmeach carbóin/carbóin a fheabhsú.
Ar an láimh eile, le forbairt thionscal an tsiliceáin mhonachriostalach, tá an t-éileamh ar ábhair réimse teirmeacha carbóin/carbóin ard-íonachta ag méadú freisin, agus fásann nana-shnáithíní SiC ar na snáithíní carbóin inmheánacha le linn an imoibrithe freisin. Is iad -0.32 mg/s agus 2.57 μm/s, faoi seach, na rátaí abláisiú maise agus abláisiú líneacha de chomhchodanna C/C-ZRC agus C/C-sic ZrC ullmhaithe trí thurgnaimh. Is iad -0.24mg/s agus 1.66 μm/s, faoi seach, na rátaí abláisiú maise agus líneacha de chomhchodanna C/C-sic-ZrC. Tá airíonna abláisiúcha níos fearr ag na comhchodanna C/C-ZRC le nana-shnáithíní SiC. Níos déanaí, déanfar staidéar ar éifeachtaí foinsí carbóin éagsúla ar fhás nana-shnáithíní SiC agus ar mheicníocht nana-shnáithíní SiC ag neartú airíonna abláisiúcha na gcomhchodanna C/C-ZRC.
Ullmhaíodh breogán ilchodach carbóin/carbóin brataithe ilchodach trí phróiseas tréscaoilteachta gaile ceimiceach agus imoibriú in-situ. Bhí an sciath ilchodach comhdhéanta de sciath cairbíde sileacain (100~300μm), sciath sileacain (10~20μm) agus sciath níotráite sileacain (50~100μm), rud a d'fhéadfadh creimeadh gaile sileacain ar dhromchla istigh an bhreogáin ilchodaigh carbóin/carbóin a chosc go héifeachtach. Sa phróiseas táirgthe, is é 0.04 mm in aghaidh an fhoirnéise caillteanas an bhreogáin ilchodaigh carbóin/carbóin brataithe ilchodach, agus is féidir leis an saol seirbhíse 180 uair foirnéise a bhaint amach.
Am an phoist: 22 Feabhra 2024