Déantar próiseas fáis sileacain mhonachriostalach go hiomlán sa réimse teirmeach. Cuidíonn réimse teirmeach maith le feabhas a chur ar cháilíocht na gcriostal agus tá éifeachtúlacht criostalaithe níos airde aige. Cinneann dearadh an réimse theirmigh go mór na hathruithe i ngrádáin teochta sa réimse teirmeach dinimiciúil agus sreabhadh an gháis sa seomra foirnéise. Cinneann an difríocht sna hábhair a úsáidtear sa réimse teirmeach go díreach saol seirbhíse an réimse theirmigh. Ní hamháin go bhfuil sé deacair criostail a fhás a chomhlíonann ceanglais cháilíochta i réimse teirmeach míréasúnta, ach ní féidir leis monachriostalach iomlán a fhás faoi riachtanais phróisis áirithe. Sin é an fáth a measann tionscal an tsiliceáin mhonachriostalach tarraingthe dhírigh gurb é dearadh réimse teirmeach an teicneolaíocht is croí agus go n-infheistíonn sé acmhainní móra saothair agus ábhartha i dtaighde agus i bhforbairt réimse teirmeach.
Tá an córas teirmeach comhdhéanta d'ábhair réimse teirmeacha éagsúla. Ní dhéanaimid ach cur síos gairid ar na hábhair a úsáidtear sa réimse teirmeach. Maidir leis an dáileadh teochta sa réimse teirmeach agus a thionchar ar tharraingt criostail, ní dhéanfaimid anailís air anseo. Tagraíonn an t-ábhar réimse teirmeach don struchtúr agus don chuid inslithe theirmigh i seomra foirnéise folúis fáis criostail, atá riachtanach chun dáileadh teochta cuí a chruthú timpeall an leá leathsheoltóra agus an chriostail.
1. Ábhar struchtúr réimse teirmeach
Is graifít ard-íonachta an t-ábhar tacaíochta bunúsach don mhodh tarraingthe díreach chun sileacan monachriostalach a fhás. Tá ról an-tábhachtach ag ábhair ghraifíte sa tionscal nua-aimseartha. Is féidir iad a úsáid mar chomhpháirteanna struchtúracha réimse teasa amhailtéitheoirí, feadáin threorach, na gcruiclí, feadáin inslithe, tráidirí breogáin, etc. in ullmhú sileacain mhonachriostalach de réir mhodh Czochralski.
Ábhair ghraifíteroghnaítear iad mar gheall ar a éascaíocht ullmhúcháin i méideanna móra, gur féidir iad a phróiseáil agus go bhfuil siad frithsheasmhach in aghaidh teochtaí arda. Tá pointe leá níos airde ag carbóin i bhfoirm diamant nó graifíte ná aon eilimint nó comhdhúil. Tá ábhair ghraifíte sách láidir, go háirithe ag teochtaí arda, agus tá a seoltacht leictreach agus theirmeach sách maith freisin. Déanann a sheoltacht leictreach oiriúnach é martéitheoirábhar. Tá comhéifeacht seoltachta teirmeach sásúil aige, rud a ligeann don teas a ghineann an téitheoir a dháileadh go cothrom ar an mbreogán agus ar chodanna eile den réimse teasa. Mar sin féin, ag teochtaí arda, go háirithe thar achair fhada, is é radaíocht an príomh-mhodh aistrithe teasa.
Déantar páirteanna graifíte ar dtús as cáithníní carbónacha míne measctha le ceanglóir agus a fhoirmítear trí easbhrú nó brú iseastatach. De ghnáth, brúitear páirteanna graifíte ardchaighdeáin go iseastatach. Déantar an píosa iomlán a charbónú ar dtús agus ansin a ghraifítiú ag teochtaí an-ard, gar do 3000°C. De ghnáth, déantar na páirteanna a phróiseáiltear ó na píosaí iomlána seo a íonú in atmaisféar ina bhfuil clóirín ag teochtaí arda chun éilliú miotail a bhaint chun freastal ar riachtanais an tionscail leathsheoltóra. Mar sin féin, fiú tar éis íonú cuí, tá an leibhéal éillithe miotail roinnt orduithe méide níos airde ná mar a cheadaítear d'ábhair mhonachriostalach sileacain. Dá bhrí sin, ní mór a bheith cúramach i ndearadh an réimse theirmigh chun cosc a chur ar éilliú na gcomhpháirteanna seo dul isteach sa dromchla leá nó criostail.
Tá ábhair ghraifíte beagán tréscaoilteach, rud a fhágann go bhfuil sé éasca don mhiotal atá fágtha istigh an dromchla a bhaint amach. Ina theannta sin, is féidir leis an aonocsaíd sileacain atá i láthair sa ghás purgóideach timpeall dhromchla an ghraifíte dul isteach i bhformhór na n-ábhar agus imoibriú.
Rinneadh téitheoirí foirnéise sileacain mhonacriostalach luatha as miotail teasfhulangacha ar nós tungstain agus moluibdín. Le haibíocht mhéadaitheach na teicneolaíochta próiseála graifíte, tá airíonna leictreacha an naisc idir comhpháirteanna graifíte cobhsaí anois, agus tá téitheoirí foirnéise sileacain mhonacriostalach tar éis téitheoirí tungstain, moluibdín agus ábhair eile a athsholáthar go hiomlán. Faoi láthair, is é graifít isostatach an t-ábhar graifíte is mó a úsáidtear. Tá teicneolaíocht ullmhúcháin graifíte isostatach mo thíre sách siar, agus allmhairítear formhór na n-ábhar graifíte a úsáidtear sa tionscal fótavoltach baile ó thar lear. I measc na monaróirí graifíte isostatach eachtracha den chuid is mó tá SGL na Gearmáine, Tokai Carbon na Seapáine, Toyo Tanso na Seapáine, etc. I bhfoirnéisí sileacain mhonacriostalach Czochralski, úsáidtear ábhair chomhchodacha C/C uaireanta, agus tá tús curtha leo á n-úsáid chun boltaí, cnónna, breogáin, plátaí ualaigh agus comhpháirteanna eile a mhonarú. Is comhchodanna carbóin-bhunaithe treisithe le snáithín carbóin iad comhchodanna carbóin/carbóin (C/C) a bhfuil sraith airíonna den scoth acu amhail neart sonrach ard, modúl sonrach ard, comhéifeacht leathnúcháin theirmigh íseal, seoltacht leictreach mhaith, diana briste ard, domhantarraingt shonrach íseal, friotaíocht turraing theirmigh, friotaíocht creimeadh, agus friotaíocht ardteochta. Faoi láthair, úsáidtear go forleathan iad san aeraspás, sa rásaíocht, i mbithábhair agus i réimsí eile mar ábhair struchtúracha nua atá frithsheasmhach in aghaidh ardteochta. Faoi láthair, is iad na príomh-bhacainní a bhíonn ag comhchodanna C/C baile ná saincheisteanna costais agus tionsclaíochta fós.
Tá go leor ábhar eile in úsáid chun réimsí teirmeacha a dhéanamh. Tá airíonna meicniúla níos fearr ag graifít athneartaithe le snáithín carbóin; ach tá sé níos costasaí agus tá ceanglais eile dearaidh aige.Carbaíd sileacain (SiC)Is ábhar níos fearr é ná graifít i go leor gnéithe, ach tá sé i bhfad níos costasaí agus níos deacra páirteanna móra a ullmhú. Mar sin féin, is minic a úsáidtear SiC marsciath CVDchun saolré na gcodanna graifíte atá nochta do ghás monocsaíde sileacain chreimneach a mhéadú, agus is féidir leis éilliú ó ghraifít a laghdú freisin. Cuireann an sciath dlúth charbaídí sileacain CVD cosc éifeachtach ar thruailleáin taobh istigh den ábhar graifíte micrea-scagach teacht ar an dromchla.
Ceann eile is ea carbón CVD, ar féidir leis ciseal dlúth a fhoirmiú os cionn na coda graifíte freisin. Is féidir ábhair eile atá frithsheasmhach in aghaidh teocht ard, amhail moluibdín nó ábhair cheirmeacha ar féidir leo maireachtáil leis an timpeallacht, a úsáid i gcás nach bhfuil aon bhaol ann go ndéanfaí an leá a thruailliú. Mar sin féin, bíonn criadóireacht ocsaíd teoranta go ginearálta ina hinfheidhmeacht maidir le hábhair ghraifíte ag teochtaí arda, agus is beag rogha eile atá ann más gá insliú. Ceann amháin is ea níotráit bóróin heicseagánach (ar a dtugtar graifít bán uaireanta mar gheall ar airíonna comhchosúla), ach tá na hairíonna meicniúla bocht. Úsáidtear moluibdín go réasúnta i gcásanna teocht ard mar gheall ar a chostas measartha, a ráta íseal idirleata i gcriostail sileacain, agus a chomhéifeacht deighilte an-íseal de thart ar 5 × 108, rud a cheadaíonn méid áirithe éillithe moluibdín sula scriostar an struchtúr criostail.
2. Ábhair inslithe teirmeacha
Is é brait charbóin an t-ábhar inslithe is coitianta a úsáidtear i bhfoirmeacha éagsúla. Déantar brait charbóin as snáithíní tanaí, a fheidhmíonn mar insliú toisc go mbacann siad radaíocht theirmeach arís agus arís eile thar achar gearr. Fítear an brait charbóin bhog i mbileoga ábhair sách tanaí, a ghearrtar ansin sa chruth atá ag teastáil agus a lúbtar go docht i nga réasúnta. Tá brait leigheasta comhdhéanta d'ábhair shnáithíneacha comhchosúla, agus úsáidtear ceanglóir ina bhfuil carbón chun na snáithíní scaipthe a nascadh i réad níos soladaí agus níos cruthaí. Is féidir le húsáid taiscthe gaile ceimiceach carbóin in ionad ceanglóra airíonna meicniúla an ábhair a fheabhsú.
De ghnáth, bíonn dromchla seachtrach an bhraith leigheasta inslithe theirmigh brataithe le sciath nó scragall graifíte leanúnach chun creimeadh agus caitheamh chomh maith le truailliú cáithníní a laghdú. Tá cineálacha eile ábhar inslithe theirmigh bunaithe ar charbón ann freisin, amhail cúr carbóin. Go ginearálta, is léir gur fearr ábhair ghraifítithe toisc go laghdaíonn graifítiú achar dromchla an tsnáithín go mór. Laghdaítear asghásáil na n-ábhar ard-achar dromchla seo go mór, agus tógann sé níos lú ama an foirnéis a phumpáil go folús oiriúnach. Ceann eile is ea ábhar ilchodach C/C, a bhfuil tréithe den scoth aige amhail meáchan éadrom, caoinfhulaingt ard damáiste agus neart ard. Úsáidtear i réimsí teirmeacha chun páirteanna graifíte a athsholáthar i réimsí teirmeacha chun minicíocht athsholáthair páirteanna graifíte a laghdú go suntasach, feabhas a chur ar cháilíocht monachriostalach agus cobhsaíocht táirgthe.
De réir aicmiú an amhábhair, is féidir brait charbóin a roinnt ina bhrait charbóin bunaithe ar pholaicrilinítríle, brait charbóin bunaithe ar vioscós, agus brait charbóin bunaithe ar pháirc.
Tá cion mór fuinseoige i mbraith charbóin bunaithe ar pholaicrilinítríle. Tar éis cóireála ardteochta, éiríonn an snáithín aonair sobhriste. Le linn oibríochta, is furasta deannach a ghiniúint chun timpeallacht na foirnéise a thruailliú. Ag an am céanna, is féidir leis an snáithín dul isteach go héasca i bpiocháin agus i gconair riospráide an choirp dhaonna, rud atá díobhálach do shláinte an duine. Tá feidhmíocht inslithe theirmeach mhaith ag braith charbóin bunaithe ar vioscós. Tá sé sách bog tar éis cóireála teasa agus ní furasta deannach a ghiniúint. Mar sin féin, tá trasghearradh an tsnáithín amh bunaithe ar vioscós neamhrialta, agus tá go leor claiseanna ar dhromchla an tsnáithín. Is furasta gáis ar nós CO2 a ghiniúint faoin atmaisféar ocsaídiúcháin i bhfoirnéis sileacain CZ, rud a fhágann go ndéantar ocsaigin agus eilimintí carbóin a dheascadh san ábhar sileacain mhonachriostalach. I measc na bpríomh-mhonaróirí tá SGL na Gearmáine agus cuideachtaí eile. Faoi láthair, is é braith charbóin bunaithe ar pháirc an braith charbóin is mó a úsáidtear sa tionscal monachriostalach leathsheoltóra, a bhfuil feidhmíocht inslithe theirmeach níos measa aige ná braith charbóin bunaithe ar vioscós, ach tá íonacht níos airde agus astaíocht deannaigh níos ísle ag braith charbóin bunaithe ar pháirc. I measc na monaróirí tá Kureha Chemical agus Osaka Gas na Seapáine.
Ós rud é nach bhfuil cruth socraithe ar bhraith charbóin, tá sé mí-áisiúil a oibriú. Anois, tá ábhar inslithe teirmeach nua forbartha ag go leor cuideachtaí bunaithe ar bhraith charbóin leigheasta le braith charbóin. Is braith charbóin é braith charbóin leigheasta, ar a dtugtar braith chrua freisin, a bhfuil cruth agus airíonna féinchothaitheacha áirithe aige tar éis braith bhog a bheith líonta le roisín, lannaithe, leigheasta agus carbónaithe.
Bíonn tionchar díreach ag an timpeallacht theirmeach ar cháilíocht fáis sileacain mhonachriostalach, agus tá ról lárnach ag ábhair inslithe teirmeacha snáithín carbóin sa timpeallacht seo. Tá buntáiste suntasach fós ag brait bhog inslithe teirmeach snáithín carbóin sa tionscal leathsheoltóra fótavoltach mar gheall ar a bhuntáiste costais, éifeacht inslithe teirmeach den scoth, dearadh solúbtha agus cruth saincheaptha. Ina theannta sin, beidh spás forbartha níos mó ag brait inslithe teirmeach crua snáithín carbóin i margadh na n-ábhar réimse teirmeach mar gheall ar a neart áirithe agus a inoibritheacht níos airde. Táimid tiomanta do thaighde agus forbairt i réimse na n-ábhar inslithe teirmeach, agus déanaimid feidhmíocht táirgí a bharrfheabhsú i gcónaí chun rathúnas agus forbairt an tionscail leathsheoltóra fótavoltach a chur chun cinn.
Am an phoist: 12 Meitheamh 2024