An daɗe ana amfani da tukwanen silicon carbide (SiC) a fannoni daban-daban na masana'antu saboda ƙarfinsu mai yawa, ƙarfinsu mai yawa, ƙaramin ƙarfin faɗaɗa zafi, ƙarfin zafin jiki mai yawa, kwanciyar hankali mai kyau na sinadarai, juriyar girgiza mai kyau da juriyar iskar shaka. Baya ga halayen da aka ambata a sama na tukwanen silicon carbide, tukwanen silicon carbide masu ramuka, tare da tsarin ramuka na musamman, suna da fa'idodi masu yawa na amfani a fannoni kamar ƙarfe, injiniyan sinadarai, kariyar muhalli da makamashi, suna faɗaɗa fa'idar amfani da tukwanen silicon carbide.
Kayayyakin musamman nayumbu mai lanƙwasa na silicon carbidegalibi suna amfana daga tsarin ramuka na musamman, wanda ya haɗa da ramuka, girman ramuka da rarraba su, da kuma siffar ramuka, da sauransu. Saboda haka, ya zama dole a daidaita ramukan, girman ramuka da rarraba su, da kuma siffar ramukan ta hanyar shiri don samun tsarin ramuka da ake so. Saboda haka, hanyar shirya su koyaushe ita ce abin da binciken mutane ya mayar da hankali a kai. Wannan labarin galibi yana yin bita kan ci gaban bincike a hanyoyin shirya yumbu mai ramuka na silicon carbide a gida da waje a cikin 'yan shekarun nan.
1. Hanyar Jiki
Hanyar zahiri tana nufin gaskiyar cewa gurɓatattun abubuwa a cikin yumburan silicon carbide masu ramuka suna faruwa ne ta hanyar jerin abubuwan da suka faru na zahiri yayin shirye-shiryen, ba tare da faruwar halayen sinadarai ko samar da sabbin abubuwa ba. Babban hanyar ita ce samar da tsari mai ramuka ta hanyar dogaro da gurɓatattun abubuwa da aka bari a baya ta hanyar matsewar zafi na abubuwa masu ƙarfi, ƙafewar matakin ruwa, da kuma sublimation kai tsaye na matakin ƙarfi. Hanyoyi na yau da kullun sun haɗa da hanyar tara barbashi, hanyar daskarewa-busarwa, hanyar sol-gel, da sauransu. Fasahar bugawa ta 3D da ta bulla a cikin 'yan shekarun nan kuma ana iya amfani da ita don bugawa kai tsaye da shirya gine-gine masu ramuka.
1.1 Hanyar tara ƙwayoyin cuta
Hanyar haɗa ƙwayoyin cuta ita ce hanya mafi sauƙi don shirya yumbu mai ramuka na silicon carbide mai ramuka. Ka'idar wannan hanyar ita ce amfani da aikin haɗa ƙwayoyin yumbu da kansu don samar da wuyan haɗa ƙwayoyin cuta tsakanin ƙwayoyin SiC daban-daban, ta haka ne ke ba da damar tara ƙwayoyin su samar da yumbu mai ramuka. Don rage zafin ƙonewa, yawanci ana ƙara wani adadin mai ɗaurewa tare da ƙaramin wurin narkewa don samar da haɗin kai tsakanin ƙwayoyin SiC daban-daban. Tunda duk ramuka a cikin hanyar haɗa ƙwayoyin cuta suna canzawa daga gibin tattarawa tsakanin ƙwayoyin SiC, ana iya sarrafa ramuka da girman ramuka na yumbu mai ramuka da aka gama ta hanyar canza girman foda, nau'in da adadin ƙari na mai ɗaurewa, da sigogin haɗa ƙwayoyin cuta.
Shirya yumbu mai ramuka ta hanyar amfani da hanyar tara ƙwayoyin cuta ba ya buƙatar ƙarin sinadaran da ke samar da ramuka. Tsarin yana da sauƙi kuma mai sauƙin sarrafawa. Duk da haka, ramukan yumbu mai ramuka da aka shirya ta wannan hanyar gabaɗaya ba su da yawa. Siffa, girman ramuka da ramukan ramuka galibi ana tantance su ta hanyar siffa, girman ƙwayoyin cuta da kuma rarraba ƙwayoyin cuta, da kuma matakin da ke yin siminti.
1.2 Hanyar Busar da Daskarewa
Busar da daskare hanya ce da ta ƙunshi haɗa tarin yumbu da ruwa ko sinadarai masu narkewa na halitta a gaban adadin masu wargazawa ko masu ɗaurewa don samar da slurry. Sannan, ana zuba slurry ɗin da aka gauraya sosai a cikin mold sannan a daskare shi da sauri a ƙananan yanayin zafi, wanda ke ba da damar matrix na matakin ruwa ya taurare cikin sauri ya zama mai ƙarfi. Daga baya, ana cire matakin ƙarfi mai ƙarfi kuma a cire shi ta hanyar rage matsin lamba ko maganin busar da injin. Hanyar samun jiki mai kore tare da tsarin ramuka da aka shirya a hankali a cikin slurry sannan a ƙarshe a tace shi don samar da yumbu mai silikon carbide mai ramuka.
1.3 Hanyar Bugawa ta 3D
Hanyar buga 3D don shirya yumbu mai silinda mai ramuka wani sabon nau'in shiri ne da ya bunƙasa a cikin 'yan shekarun nan. Wannan tsari ya dogara ne akan samfurin bayanai mai girma uku wanda aka tsara tare da taimakon kwamfuta. Ta hanyar kan bugawa, ana fesa maƙallin don tattara saman foda na kayan abu ta hanyar layi zuwa tsarin hanyar sadarwa mai girma uku. Haɗin hanyoyin buga 3D da sintering na amsawa na iya cimma kera ba tare da mold ba da kuma samar da kusan girman net na yumbu mai siffa mai rikitarwa.
Hanyar bugawa ta 3D don shirya yumbu mai ramuka na silicon carbide tana da tsari mai sauƙi na tsari, ingantaccen shiri da sarrafawa, kuma babu buƙatar ƙira. Ba wai kawai za a iya amfani da shi don shirya yumbu mai ramuka na silicon carbide tare da siffofi masu rikitarwa ba, ƙananan tsari iri ɗaya da haɗin rami mai kyau, har ma da ramuka da girman ramuka na yumbu mai ramuka ana iya sarrafawa kuma ana iya daidaitawa. Duk da haka, wannan hanyar har yanzu tana cikin matakin bincike na bincike a halin yanzu, kuma har yanzu ana buƙatar ƙarin inganta sigogin tsari. Bugu da ƙari, wannan hanyar tana da wuya a shirya yumbu mai ramuka masu ramuka masu ƙarfi a mataki ɗaya. Yana buƙatar taimakon wasu hanyoyin don samar da samfuran da ake so, wanda ke haifar da farashi mai yawa.
1.4 Kumfa
Hanyar ƙera kumfa ta ƙunshi ƙara iskar gas ko abubuwa waɗanda za su iya samar da iskar gas ta hanyar sarrafawa daga baya zuwa ga jikin koren yumbu ko abin da ya riga ya fara aiki, sannan a tace shi don samun yumbu mai ramuka na silicon carbide. Ba kamar sauran hanyoyin shiri ba, hanyar ƙera kumfa hanya ce mai inganci don shirya yumbu mai rufewa.
2. Hanyar Sinadarai
Hanyar sinadarai tana nufin gaskiyar cewa tsarin ramuka a cikin yumburan silicon carbide mai ramuka yana samuwa ne ta hanyar ruɓewa ko amsawar gishirin da ba na halitta ba ko ƙarin abubuwan halitta, yana barin guraben aiki a matsayin asali. Hanyoyin sinadarai da aka saba amfani da su don shirya yumburan silicon carbide masu ramuka sun haɗa da hanyar ƙara wakilin da ke samar da ramuka, hanyar shigar da kumfa ta halitta, da hanyar samfurin halitta, da sauransu.
2.1 Rufe Kumfa na Halitta
Hanyar shigar da kumfa ta halitta ta ƙunshi amfani da kumfa ta halitta a matsayin samfuri, shafa ruwan yumbu da aka shirya a kan samfurin ko kuma nutsar da samfurin a cikin slurry don fitar da iska, tabbatar da cewa slurry ɗin ya manne daidai da samfurin kumfa ta halitta. Sannan, ta hanyar bushewa da kuma yin sintering mai zafi, ana cire samfurin ta halitta, ta haka ne ake samun yumbu mai ramuka.
Babban koma-baya na wannan hanyar shine ba zai iya samar da ƙananan ramuka masu rufewa ba. Siffar tana da iyaka kuma aikin preform ɗin yana shafar sosai ta hanyar kayan da aka ƙera. Yawan da ƙarfin kayan yumbu masu ramuka da aka shirya suma suna da wahalar sarrafawa.
2.2 Hanyar Ƙara Abubuwan da ke Samar da Rami
Shirye-shiryen yumbu mai ramuka ta hanyar ƙara sinadaran da ke samar da ramuka ya haɗa da ƙara sinadaran da ke samar da ramuka a cikin foda ko abubuwan da ke samar da ramuka, sannan a cire sinadaran da ke samar da ramuka ta hanyar matakai masu zuwa. Sakamakon haka, matsayin da sinadaran da ke samar da ramuka suka mamaye a farko yana samar da ramuka, sannan ana yin dumama da kuma yin sintering don samar da yumbu mai ramuka. Saboda haka, canza nau'in da adadin sinadaran da ke samar da ramuka zai iya sarrafa ramuka, yanayin ramuka, girman ramuka da rarrabawar yumbu mai ramuka da aka gama cikin sauƙi. Nau'ikan sinadaran da ke samar da ramuka suna da yawa sosai, gami da polymers na halitta ko na roba, ruwa, gishiri, yumbu ko wasu foda, da sauransu. Tsarin cirewa na wakilai daban-daban masu samar da ramuka ya bambanta. Yawancin lokaci ana cire sinadaran da ke samar da ramuka ta hanyar dumama da rugujewa, ana iya cire wakilan da ke samar da ramuka ta ruwa ta hanyar lu'ulu'u da sublimation, ana iya cire gishiri ta hanyar tace ruwa, kuma ana iya cire foda na yumbu ta hanyar tace mafita mai dacewa.
2.3 Tsarin Samfurin Halittu
Tsarin ramin da aka yi amfani da shi a cikin kayan halitta ya bambanta sosai da na kayan halitta. Saboda tsarinsa na musamman, shirya kayan yumbu mai ramuka masu sifofi iri ɗaya ta amfani da halittu a matsayin samfura ya sami kulawa sosai [10]. Hanyar samfurin halittu da hanyar shigar da kumfa ta halitta suna da kamanceceniya. Hanyar shigar da kumfa ta halitta tana amfani da soso na wucin gadi a matsayin samfuri, yayin da hanyar samfurin halitta tana amfani da halittu na halitta a matsayin samfuri.
Hanyar samfurin halitta don shirya yumbu mai ramuka na silicon carbide yana da fa'idodin tsari mai sauƙi da ƙarancin farashi. Yana iya samar da yumbu mai siffofi masu rikitarwa kuma yana iya kwaikwayon tsarin kayan halitta na halitta har zuwa mafi girman matsayi. Duk da haka, samfurin halitta yana da saurin fashewa yayin aikin carbonization mai zafi, wanda ke da tasiri mai mahimmanci akan halayen injiniya na yumbu mai ramuka na silicon carbide. Bugu da ƙari, tsarin rami na yumbu mai ramuka na silicon carbide da aka shirya galibi ya dogara ne akan ƙaramin tsarin samfurin halitta da kansa, kuma iyawarsa ba ta da kyau. Bugu da ƙari, wannan hanyar kuma tana da wasu rashin amfani, kamar ƙarancin ingancin juyawa na SiC, sauƙin zubar da layin amsawar SiC, da kuma tsawon lokacin shiri.
Lokacin Saƙo: Yuli-22-2025