Tha ceirmeag silicon carbide (SiC) air a bhith air a chleachdadh gu farsaing o chionn fhada ann an grunn raointean saothrachaidh adhartach air sgàth an cruas àrd, an neart àrd, an co-èifeachd leudachaidh teirmeach beag, an giùlan teirmeach àrd, an seasmhachd cheimigeach math, an aghaidh clisgeadh teirmeach sàr-mhath agus an aghaidh oxidation. A bharrachd air na feartan a chaidh ainmeachadh gu h-àrd de cheirmeag silicon carbide, tha cothroman tagraidh farsaing aig ceirmeag silicon carbide porous, leis an structar microscopach porous sònraichte aca, ann an raointean leithid meatailteachd, innleadaireachd cheimigeach, dìon na h-àrainneachd agus lùth, a’ leudachadh gu mòr raon tagraidh ceirmeag silicon carbide.
Na feartan sònraichte aigceirmeag silicon carbide porousBidh iad a’ faighinn buannachd sa mhòr-chuid bhon structar porous sònraichte aca, a tha a’ toirt a-steach porosity, meud agus sgaoileadh nan pores, agus cumadh nan pores, msaa. Mar sin, feumar a porosity, meud agus sgaoileadh nan pores, a bharrachd air cumadh nam pores a riaghladh tron dòigh ullachaidh gus an structar porous a tha thu ag iarraidh fhaighinn. Mar sin, tha an dòigh ullachaidh aige air a bhith na phrìomh fhòcas air rannsachadh dhaoine an-còmhnaidh. Tha an artaigil seo sa mhòr-chuid a’ dèanamh ath-sgrùdadh air adhartas rannsachaidh ann an dòighean ullachaidh ceirmeag silicon carbide porous aig an taigh agus thall thairis anns na bliadhnachan mu dheireadh.
1. Modh Corporra
Tha an dòigh fiosaigeach a’ toirt iomradh air an fhìrinn gu bheil na beàrnan ann an ceirmeag silicon carbide porous air adhbhrachadh le sreath de thachartasan fiosaigeach rè a’ phròiseas ullachaidh, gun ath-bheachdan ceimigeach no gineadh stuthan ùra. Is e am prìomh dhòigh structar porous a chruthachadh le bhith an urra ris na beàrnan a dh’ fhàgas giorrachadh teirmeach stuthan cruaidh, falmhachadh na h-ìre leaghaidh, agus fo-shruthadh dìreach na h-ìre cruaidh. Am measg nan dòighean cumanta tha dòigh cruachadh mìrean, dòigh reothadh-tiormachaidh, dòigh sol-gel, msaa. Faodar an teicneòlas clò-bhualaidh 3D a tha air nochdadh anns na bliadhnachan mu dheireadh a chleachdadh cuideachd gus structaran porous a chlò-bhualadh agus ullachadh gu dìreach.
1.1 Modh cruachadh mìrean
’S e an dòigh-obrach shintearachd pacaidh mìrean an dòigh as sìmplidh air ceirmeag silicon carbide porous ullachadh. Is e prionnsapal na dòigh-obrach seo coileanadh shintearachd mìrean ceirmeag fhèin a chleachdadh gus amhaich shintearachd a chruthachadh eadar diofar ghràinean SiC, agus mar sin a’ leigeil le cruinneachadh nam mìrean ceirmeag porous a chruthachadh. Gus an teòthachd shintearachd a lughdachadh, mar as trice thèid meud sònraichte de cheanglaiche le puing leaghaidh nas ìsle a chur ris gus ceangal a chruthachadh eadar diofar ghràinean SiC. Leis gu bheil na pores uile anns an dòigh-obrach shintearachd pacaidh mìrean air an cruth-atharrachadh bho na beàrnan pacaidh eadar mìrean SiC, faodar smachd a chumail air porosity agus meud pore a’ cheirmeag porous chrìochnaichte le bhith ag atharrachadh meud a’ phùdair, an seòrsa agus an ìre a bharrachd den cheanglaiche, agus na paramadairean shintearachd.
Chan eil feum air riochdairean a bharrachd a chuireas ri chèile a bhios a’ cruthachadh phòran nuair a thathar ag ullachadh ceirmeag silicon carbide porous leis an dòigh cruachaidh ghràinean. Tha am pròiseas sìmplidh agus furasta a smachdachadh. Ach, sa chumantas tha porosity ceirmeag porous a chaidh ullachadh leis an dòigh seo ìosal. Tha cumadh, meud nam pores agus porosity nam pores air an dearbhadh sa mhòr-chuid le cumadh, meud nam gràinean agus sgaoileadh nam gràinean stuth amh, a bharrachd air ìre an t-sintering.
1.2 Modh-reothadh-tiormachaidh
’S e dòigh a th’ ann an reothadh-tiormachaidh a bhios a’ measgachadh cruinneachaidhean ceirmeag gu cothromach le uisge no fuasglaidhean organach ann an làthaireachd meud iomchaidh de sgapadairean no luchd-ceangail gus slud a chruthachadh. An uairsin, thèid an slud a tha air a mheasgachadh gu math a dhòrtadh a-steach do mhullaich agus a reothadh gu luath aig teòthachd ìosal, a’ leigeil leis a’ mhaitris ìre leaghaidh cruadhachadh gu sgiobalta gu bhith na stuth cruaidh. Às deidh sin, thèid an ìre chruaidh chruaidhichte a mhùchadh agus a thoirt air falbh tro lughdachadh cuideam no làimhseachadh tiormachaidh falamh. An dòigh air corp uaine fhaighinn le structaran pore air an rèiteachadh gu stiùirichte air fhàgail taobh a-staigh an t-slud agus mu dheireadh ga shintearachd gus ceirmeag silicon carbide porous a thoirt gu buil.
1.3 Modh Clò-bhualaidh 3D
’S e seòrsa ùr de phròiseas ullachaidh a th’ ann an dòigh clò-bhualaidh 3D airson ceirmeag silicon carbide porous ullachadh a chaidh a leasachadh anns na bliadhnachan mu dheireadh. Tha am pròiseas seo an urra ri modail dàta trì-thaobhach a chaidh a dhealbhadh le cuideachadh bho choimpiutair. Tro cheann a’ chlò-bhualaidh, thèid an ceanglaiche a spraeadh gus pùdar an stuth amh a chruachadh sreath air shreath ann an structar lìonra trì-thaobhach. Faodaidh measgachadh de phròiseasan clò-bhualaidh 3D agus sintering ath-bhualadh saothrachadh gun mhodail agus cruthachadh faisg air meud lom de cheirmeag iom-fhillte a choileanadh.
Tha pròiseas cruthachaidh sìmplidh, èifeachdas ullachaidh is giullachd àrd, agus chan eil feum air molltairean aig an dòigh clò-bhualaidh 3D airson ceirmeag silicon carbide porous ullachadh. Chan e a-mhàin gun gabh a chleachdadh gus ceirmeag silicon carbide porous ullachadh le cumaidhean iom-fhillte, meanbh-structaran èideadh agus ceangal pore math, ach cuideachd tha porosity agus meud pore nan ceirmeag porous fo smachd agus atharrachail. Ach, tha an dòigh seo fhathast aig ìre rannsachaidh rannsachaidh an-dràsta, agus feumar paramadairean a’ phròiseis a bharrachadh fhathast. A bharrachd air an sin, tha an dòigh seo duilich ceirmeag silicon carbide porous àrd-neart ullachadh ann an aon cheum. Feumaidh e cuideachadh bho phròiseasan eile gus na toraidhean a tha thu ag iarraidh a thoirt gu buil, a tha a’ ciallachadh cosgaisean an ìre mhath àrd.
1.4 Cùbhraidh
Tha an dòigh-obrach mhúnlachaidh le cobhar a’ toirt a-steach gas no stuthan a dh’ fhaodas gas a chruthachadh tro phròiseasadh às dèidh sin a chur ris a’ bhodhaig uaine ceirmeag no an ro-ruithear, agus an uairsin ga shintearachd gus ceirmeag silicon carbide porous fhaighinn. Eu-coltach ri dòighean-obrach ullachaidh eile, tha an dòigh-obrach le cobhar na phròiseas èifeachdach airson ceirmeag cealla dùinte ullachadh.
2. Modh Ceimigeach
Tha an dòigh cheimigeach a’ toirt iomradh air an fhìrinn gu bheil an structar porous ann an ceirmeag silicon carbide porous air a chruthachadh le lobhadh no ath-bhualadh salainn neo-organach no stuthan organach a bharrachd, a’ fàgail beàrnan anns na h-àiteachan tùsail. Am measg nan dòighean ceimigeach cumanta airson ceirmeag silicon carbide porous ullachadh tha an dòigh cur-ris àidseant cruthachadh-pore, an dòigh bogadh foam organach, agus an dòigh teamplaid bith-eòlasach, msaa.
2.1 Tionndadh Foam Organach
Tha an dòigh-obrach airson foam organach a chur ann a’ toirt a-steach foam organach a chleachdadh mar theamplaid, an t-slaod ceirmeag ullaichte a chòmhdach gu cothromach air an teamplaid no an teamplaid a bhogadh anns an t-slaod gus èadhar a thoirt a-mach, a’ dèanamh cinnteach gu bheil an slaod a’ cumail gu cothromach ris an teamplaid foam organach. An uairsin, tro thiormachadh agus sintering aig teòthachd àrd, thèid an teamplaid organach a thoirt air falbh, agus mar sin ceirmeag porous fhaighinn.
Is e an eas-bhuannachd as motha den dòigh seo nach urrainn dha toraidhean le porosity dùinte le pores beaga a thoirt gu buil. Tha an cumadh cuibhrichte agus tha buaidh mhòr aig na stuthan amh air coileanadh an preform. Tha e duilich cuideachd dùmhlachd agus neart nan stuthan ceirmeag porous ullaichte a smachdachadh.
2.2 An dòigh air riochdairean a chruthaicheas pores a chur ris
Tha ullachadh ceirmeag silicon carbide porous le bhith a’ cur riochdairean cruthachadh-phores ris a’ toirt a-steach a bhith a’ cur riochdairean cruthachadh-phores ri pùdar silicon carbide no ro-ruithearan, agus an uairsin a’ toirt air falbh na riochdairean cruthachadh-phores tro phròiseasan às dèidh sin. Mar thoradh air an sin, bidh na dreuchdan a bha aig na riochdairean cruthachadh-phores an toiseach a’ cruthachadh phores, agus an uairsin thèid teasachadh agus sintering a dhèanamh gus ceirmeag porous a chruthachadh. Mar sin, faodaidh atharrachadh an seòrsa agus an dòs de riochdairean cruthachadh-phores smachd a chumail gu goireasach air porosity, morf-eòlas nam pores, meud nam pores agus sgaoileadh a’ cheirmeag porous chrìochnaichte. Tha na seòrsaichean riochdairean cruthachadh-phores gu math farsaing, a’ gabhail a-steach polymers organach nàdarra no synthetigeach, leaghan, salainn, ceirmeag no pùdar eile, msaa. Tha na pròiseasan toirt air falbh de dhiofar riochdairean cruthachadh-phores ag atharrachadh. Mar as trice bidh riochdairean cruthachadh-phores polymer organach air an toirt air falbh le teasachadh agus lobhadh, faodar riochdairean cruthachadh-phores leaghaidh a thoirt air falbh tro chriostalachadh agus sublimation, faodar salainn a thoirt air falbh le sìoladh uisge, agus faodar pùdar ceirmeag a thoirt air falbh le sìoladh fuasglaidh iomchaidh.
2.3 Modh Teamplaid Bith-eòlasach
Tha structar nam pores microscopach ann am bith-stuthan gu math eadar-dhealaichte bhon fhear ann an stuthan synthetigeach. Air sgàth an structair shònraichte aige, tha ullachadh stuthan ceirmeag porous le structaran coltach ri chèile a’ cleachdadh fàs-bheairtean mar theamplaidean air aire mhòr fhaighinn [10]. Tha coltas eadar an dòigh teamplaid bith-eòlasach agus an dòigh impregnachaidh foam organach. Bidh an dòigh impregnachaidh foam organach a’ cleachdadh spong fuadain mar an teamplaid, agus bidh an dòigh teamplaid bith-eòlasach a’ cleachdadh fàs-bheairtean nàdarra mar an teamplaid.
Tha buannachdan aig an dòigh teamplaid bhitheòlach airson ceirmeag silicon carbide porous ullachadh, leithid pròiseas sìmplidh agus cosgais ìseal. Faodaidh e ceirmeag a thoirt gu buil le cumaidhean iom-fhillte agus faodaidh e structar stuthan bith-eòlasach nàdarra ath-riochdachadh chun na h-ìre as motha. Ach, tha an teamplaid bhitheòlach buailteach do sgàineadh rè a’ phròiseas gualaineachadh àrd-teodhachd, agus tha buaidh mhòr aige air feartan meacanaigeach ceirmeag silicon carbide porous. A bharrachd air an sin, tha structar pores a’ cheirmeag silicon carbide porous ullaichte an urra ri meanbh-structar an teamplaid bhitheòlach fhèin, agus tha a dealbhadh bochd. A bharrachd air an sin, tha cuid de eas-bhuannachdan aig an dòigh seo cuideachd, leithid èifeachdas tionndaidh SiC an ìre mhath ìosal, rùsgadh furasta den t-sreath ath-bhualadh SiC, agus cearcall ullachaidh fada.
Àm puist: 22 Iuchar 2025