1 Applikazzjoni u progress fir-riċerka tal-kisi tal-karbur tas-silikon f'materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju
1.1 Applikazzjoni u progress fir-riċerka fil-preparazzjoni tal-griġjol
Fil-kamp termali ta' kristall wieħed, l-griġjol tal-karbonju/karbonjujintuża prinċipalment bħala kontenitur tal-ġarr għal materjal tas-silikon u jkun f'kuntatt mal-griġjol tal-kwarz, kif muri fil-Figura 2. It-temperatura tax-xogħol tal-griġjol tal-karbonju/karbonju hija madwar 1450 ℃, li hija soġġetta għall-erożjoni doppja tas-silikon solidu (dijossidu tas-silikon) u l-fwar tas-silikon, u finalment il-griġjol isir irqiq jew ikollu xquq ċirkulari, li jirriżulta fil-falliment tal-griġjol.
Griġjol kompost tal-karbonju/karbonju b'kisi kompost ġie ppreparat permezz ta' proċess ta' permeazzjoni tal-fwar kimiku u reazzjoni in situ. Il-kisi kompost kien magħmul minn kisi tal-karbur tas-silikon (100~300μm), kisi tas-silikon (10~20μm) u kisi tan-nitrid tas-silikon (50~100μm), li jista' jinibixxi b'mod effettiv il-korrużjoni tal-fwar tas-silikon fuq il-wiċċ ta' ġewwa tal-griġjol kompost tal-karbonju/karbonju. Fil-proċess tal-produzzjoni, it-telf tal-griġjol kompost tal-karbonju/karbonju miksi b'kompost huwa ta' 0.04 mm għal kull forn, u l-ħajja tas-servizz tista' tilħaq 180 darba fil-forn.
Ir-riċerkaturi użaw metodu ta' reazzjoni kimika biex jiġġeneraw kisi uniformi tas-silikon karbur fuq il-wiċċ tal-griġjol kompost tal-karbonju/karbonju taħt ċerti kundizzjonijiet ta' temperatura u l-protezzjoni tal-gass trasportatur, bl-użu tad-dijossidu tas-silikon u l-metall tas-silikon bħala materja prima f'forn ta' sinterizzazzjoni b'temperatura għolja. Ir-riżultati juru li t-trattament b'temperatura għolja mhux biss itejjeb il-purità u s-saħħa tal-kisi sic, iżda jtejjeb ukoll ħafna r-reżistenza għall-użu tal-wiċċ tal-kompost tal-karbonju/karbonju, u jipprevjeni l-korrużjoni tal-wiċċ tal-griġjol mill-fwar SiO2 u l-atomi volatili tal-ossiġnu fil-forn tas-silikon monokristall. Il-ħajja tas-servizz tal-griġjol tiżdied b'20% meta mqabbla ma' dik tal-griġjol mingħajr kisi sic.
1.2 Applikazzjoni u progress fir-riċerka fit-tubu tal-gwida tal-fluss
Iċ-ċilindru gwida jinsab 'il fuq mill-griġjol (kif muri fil-Figura 1). Fil-proċess tal-ġbid tal-kristall, id-differenza fit-temperatura bejn ġewwa u barra l-kamp hija kbira, speċjalment il-wiċċ tal-qiegħ huwa l-eqreb tal-materjal tas-silikon imdewweb, it-temperatura hija l-ogħla, u l-korrużjoni mill-fwar tas-silikon hija l-aktar serja.
Ir-riċerkaturi vvintaw proċess sempliċi u reżistenza tajba għall-ossidazzjoni tal-kisi anti-ossidazzjoni tat-tubu gwida u l-metodu ta' preparazzjoni. L-ewwel, saff ta' whisker tal-karbur tas-silikon tkabbar in situ fuq il-matriċi tat-tubu gwida, u mbagħad ġie ppreparat saff ta' barra dens tal-karbur tas-silikon, sabiex jiġi ffurmat saff ta' transizzjoni SiCw bejn il-matriċi u s-saff tal-wiċċ dens tal-karbur tas-silikon, kif muri fil-Figura 3. Il-koeffiċjent tal-espansjoni termali kien bejn il-matriċi u l-karbur tas-silikon. Jista' jnaqqas b'mod effettiv l-istress termali kkawżat min-nuqqas ta' qbil fil-koeffiċjent tal-espansjoni termali.
L-analiżi turi li biż-żieda tal-kontenut ta' SiCw, id-daqs u n-numru ta' xquq fil-kisi jonqsu. Wara 10 sigħat ta' ossidazzjoni f'arja ta' 1100 ℃, ir-rata ta' telf ta' piż tal-kampjun tal-kisi hija biss 0.87% ~ 8.87%, u r-reżistenza għall-ossidazzjoni u r-reżistenza għax-xokk termali tal-kisi tal-karbur tas-silikon jitjiebu ħafna. Il-proċess kollu ta' preparazzjoni jitlesta kontinwament permezz ta' depożizzjoni kimika tal-fwar, il-preparazzjoni tal-kisi tal-karbur tas-silikon hija ssimplifikata ħafna, u l-prestazzjoni komprensiva taż-żennuna kollha tissaħħaħ.
Ir-riċerkaturi pproponew metodu ta' tisħiħ tal-matriċi u kisi tal-wiċċ tat-tubu gwida tal-grafita għas-silikon monokristall czohr. It-taħlita tas-silikon karbur miksuba ġiet miksija b'mod uniformi fuq il-wiċċ tat-tubu gwida tal-grafita bi ħxuna ta' kisi ta' 30~50 μm permezz ta' kisi bil-pinzell jew kisi bl-isprej, u mbagħad imqiegħda f'forn b'temperatura għolja għal reazzjoni in situ, it-temperatura tar-reazzjoni kienet 1850~2300 ℃, u l-preservazzjoni tas-sħana kienet ta' 2~6 sigħat. Is-saff ta' barra tas-SiC jista' jintuża f'forn tat-tkabbir ta' kristall wieħed ta' 24 pulzier (60.96 ċm), u t-temperatura tal-użu hija 1500 ℃, u nstab li m'hemm l-ebda qsim u trab li jaqa' fuq il-wiċċ taċ-ċilindru gwida tal-grafita wara 1500 siegħa.
1.3 Applikazzjoni u progress fir-riċerka fiċ-ċilindru tal-insulazzjoni
Bħala wieħed mill-komponenti ewlenin tas-sistema tal-kamp termali tas-silikon monokristallin, iċ-ċilindru tal-insulazzjoni jintuża prinċipalment biex inaqqas it-telf tas-sħana u jikkontrolla l-gradjent tat-temperatura tal-ambjent tal-kamp termali. Bħala parti ta' appoġġ tas-saff ta' insulazzjoni tal-ħajt ta' ġewwa tal-forn ta' kristall wieħed, il-korrużjoni tal-fwar tas-silikon twassal għal twaqqigħ tal-gagazza u qsim tal-prodott, li eventwalment iwassal għal ħsara fil-prodott.
Sabiex tissaħħaħ aktar ir-reżistenza għall-korrużjoni tal-fwar tas-silikon tat-tubu ta' insulazzjoni kompost C/C-sic, ir-riċerkaturi poġġew il-prodotti tat-tubi ta' insulazzjoni komposti C/C-sic ippreparati fil-forn tar-reazzjoni tal-fwar kimiku, u ħejjew kisi dens tal-karbur tas-silikon fuq il-wiċċ tal-prodotti tat-tubi ta' insulazzjoni komposti C/C-sic permezz tal-proċess ta' depożizzjoni tal-fwar kimiku. Ir-riżultati juru li, Il-proċess jista' jinibixxi b'mod effettiv il-korrużjoni tal-fibra tal-karbonju fuq il-qalba tal-kompost C/C-sic permezz tal-fwar tas-silikon, u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-fwar tas-silikon tiżdied b'5 sa 10 darbiet meta mqabbla mal-kompost karbonju/karbonju, u l-ħajja tas-servizz taċ-ċilindru tal-insulazzjoni u s-sigurtà tal-ambjent tal-kamp termali jitjiebu ħafna.
2. Konklużjoni u prospetti
Kisi tal-karbur tas-silikonqed jintuża dejjem aktar f'materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju minħabba r-reżistenza eċċellenti tiegħu għall-ossidazzjoni f'temperatura għolja. Bid-daqs dejjem jikber tal-materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju użati fil-produzzjoni tas-silikon monokristallin, kif tittejjeb l-uniformità tal-kisi tal-karbur tas-silikon fuq il-wiċċ tal-materjali tal-kamp termali u tittejjeb il-ħajja tas-servizz tal-materjali tal-kamp termali tal-karbonju/karbonju saret problema urġenti li trid tissolva.
Min-naħa l-oħra, bl-iżvilupp tal-industrija tas-silikon monokristallin, id-domanda għal materjali ta' kamp termali tal-karbonju/karbonju ta' purità għolja qed tiżdied ukoll, u n-nanofibri SiC jitkabbru wkoll fuq il-fibri interni tal-karbonju matul ir-reazzjoni. Ir-rati ta' ablazzjoni tal-massa u ta' ablazzjoni lineari tal-kompożiti C/C-ZRC u C/C-sic ZrC ippreparati permezz ta' esperimenti huma -0.32 mg/s u 2.57 μm/s, rispettivament. Ir-rati ta' ablazzjoni tal-massa u tal-linja tal-kompożiti C/C-sic -ZrC huma -0.24mg/s u 1.66 μm/s, rispettivament. Il-kompożiti C/C-ZRC bin-nanofibri SiC għandhom proprjetajiet ablattivi aħjar. Aktar tard, se jiġu studjati l-effetti ta' sorsi differenti tal-karbonju fuq it-tkabbir tan-nanofibri SiC u l-mekkaniżmu tan-nanofibri SiC li jsaħħu l-proprjetajiet ablattivi tal-kompożiti C/C-ZRC.
Griġjol kompost tal-karbonju/karbonju b'kisi kompost ġie ppreparat permezz ta' proċess ta' permeazzjoni tal-fwar kimiku u reazzjoni in situ. Il-kisi kompost kien magħmul minn kisi tal-karbur tas-silikon (100~300μm), kisi tas-silikon (10~20μm) u kisi tan-nitrid tas-silikon (50~100μm), li jista' jinibixxi b'mod effettiv il-korrużjoni tal-fwar tas-silikon fuq il-wiċċ ta' ġewwa tal-griġjol kompost tal-karbonju/karbonju. Fil-proċess tal-produzzjoni, it-telf tal-griġjol kompost tal-karbonju/karbonju miksi b'kompost huwa ta' 0.04 mm għal kull forn, u l-ħajja tas-servizz tista' tilħaq 180 darba fil-forn.
Ħin tal-posta: 22 ta' Frar 2024