၁။ ကာဗွန်/ကာဗွန် အပူစက်ကွင်းပစ္စည်းများတွင် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အပေါ်ယံလွှာ အသုံးချမှုနှင့် သုတေသနတိုးတက်မှု
၁.၁ ခွက်ဖြင့် ချက်ပြုတ်ပြင်ဆင်ခြင်းတွင် အသုံးချမှုနှင့် သုတေသနတိုးတက်မှု
တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲ အပူစက်ကွင်းတွင်၊ကာဗွန်/ကာဗွန် ဒိုင်ခွက်၎င်းကို အဓိကအားဖြင့် ဆီလီကွန်ပစ္စည်းအတွက် သယ်ဆောင်သည့် သင်္ဘောအဖြစ် အသုံးပြုပြီး နှင့် ထိတွေ့နေသည်ကွာ့ဇ် ခွက်ပုံ ၂ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း။ ကာဗွန်/ကာဗွန် crucible ၏ အလုပ်လုပ်အပူချိန်မှာ ၁၄၅၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်ခန့်ရှိပြီး အစိုင်အခဲဆီလီကွန် (ဆီလီကွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်) နှင့် ဆီလီကွန်အငွေ့ နှစ်ထပ်တိုက်စားမှုကို ခံရကာ နောက်ဆုံးတွင် crucible ပါးလွှာလာခြင်း သို့မဟုတ် လက်စွပ်အက်ကွဲခြင်းကြောင့် crucible ပျက်စီးသွားပါသည်။
ဓာတုအငွေ့စိမ့်ဝင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်နှင့် ပြင်ပဓာတ်ပြုမှုဖြင့် ပေါင်းစပ်အလွှာပါ ကာဗွန်/ကာဗွန်ပေါင်းစပ်အလွှာကို ပြင်ဆင်ထားသည်။ ပေါင်းစပ်အလွှာတွင် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာ (100~300μm)၊ ဆီလီကွန်အလွှာ (10~20μm) နှင့် ဆီလီကွန်နိုက်ထရိုက်အလွှာ (50~100μm) တို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး ကာဗွန်/ကာဗွန်ပေါင်းစပ်အလွှာ၏ အတွင်းပိုင်းမျက်နှာပြင်ရှိ ဆီလီကွန်အငွေ့၏ ချေးခြင်းကို ထိရောက်စွာ ဟန့်တားနိုင်သည်။ ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ပေါင်းစပ်အလွှာပါ ကာဗွန်/ကာဗွန်ပေါင်းစပ်အလွှာ ဆုံးရှုံးမှုသည် မီးဖိုတစ်ခုလျှင် 0.04 မီလီမီတာဖြစ်ပြီး ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်းသည် မီးဖိုအကြိမ်ရေ 180 အထိ ရှိနိုင်သည်။
သုတေသီများသည် ကာဗွန်/ကာဗွန်ပေါင်းစပ် crucible ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် သတ်မှတ်ထားသော အပူချိန်အခြေအနေများနှင့် carrier gas ကာကွယ်မှုအောက်တွင် တူညီသော silicon carbide အလွှာကို ထုတ်လုပ်ရန် ဓာတုဗေဒဓာတ်ပြုမှုနည်းလမ်းကို အသုံးပြုခဲ့ပြီး ဆီလီကွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်နှင့် ဆီလီကွန်သတ္တုကို အပူချိန်မြင့် sintering မီးဖိုတွင် ကုန်ကြမ်းအဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။ ရလဒ်များအရ အပူချိန်မြင့်ကုသမှုသည် sic အလွှာ၏ သန့်စင်မှုနှင့် ခိုင်ခံ့မှုကို တိုးတက်စေရုံသာမက ကာဗွန်/ကာဗွန်ပေါင်းစပ်၏ မျက်နှာပြင်၏ ဝတ်ဆင်မှုခံနိုင်ရည်ကိုလည်း သိသိသာသာ တိုးတက်ကောင်းမွန်စေပြီး monocrystal silicon မီးဖိုတွင် SiO2 အငွေ့နှင့် volatile oxygen အက်တမ်များကြောင့် crucible ၏ မျက်နှာပြင်ချေးခြင်းကို ကာကွယ်ပေးသည်။ sic အလွှာမပါသော crucible ၏ သက်တမ်းနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက crucible ၏ ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်းသည် 20% တိုးလာသည်။
၁.၂ စီးဆင်းမှုလမ်းညွှန်ပြွန်တွင် အသုံးချမှုနှင့် သုတေသနတိုးတက်မှု
လမ်းညွှန်ဆလင်ဒါသည် crucible အထက်တွင်တည်ရှိသည် (ပုံ ၁ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း)။ ပုံဆောင်ခဲဆွဲခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ လယ်ကွင်းအတွင်းနှင့် အပြင်အကြား အပူချိန်ကွာခြားချက်ကြီးမားပြီး အထူးသဖြင့် အောက်ခြေမျက်နှာပြင်သည် အရည်ပျော်နေသော ဆီလီကွန်ပစ္စည်းနှင့် အနီးဆုံးဖြစ်ပြီး အပူချိန်အမြင့်ဆုံးဖြစ်ပြီး ဆီလီကွန်အငွေ့ကြောင့် ချေးခြင်းသည် အဆိုးရွားဆုံးဖြစ်သည်။
သုတေသီများသည် လမ်းညွှန်ပြွန် ဓာတ်တိုးဆန့်ကျင်အလွှာနှင့် ပြင်ဆင်မှုနည်းလမ်း၏ ရိုးရှင်းသောလုပ်ငန်းစဉ်နှင့် ကောင်းမွန်သော အောက်ဆီဒေးရှင်းခံနိုင်ရည်ကို တီထွင်ခဲ့ကြသည်။ ပထမဦးစွာ လမ်းညွှန်ပြွန်၏ မက်ထရစ်ပေါ်တွင် ဆီလီကွန်ကာဗိုက် နှုတ်ခမ်းမွှေးအလွှာတစ်ခုကို စိုက်ပျိုးပြီးနောက် သိပ်သည်းသော ဆီလီကွန်ကာဗိုက် အပြင်ဘက်အလွှာကို ပြင်ဆင်ခဲ့သောကြောင့် ပုံ ၃ တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း မက်ထရစ်နှင့် သိပ်သည်းသော ဆီလီကွန်ကာဗိုက် မျက်နှာပြင်အလွှာကြားတွင် SiCw အကူးအပြောင်းအလွှာတစ်ခု ဖြစ်ပေါ်ခဲ့သည်။ အပူချဲ့ထွင်မှုကိန်းဂဏန်းသည် မက်ထရစ်နှင့် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကြားတွင် ရှိသည်။ ၎င်းသည် အပူချဲ့ထွင်မှုကိန်းဂဏန်း မကိုက်ညီမှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော အပူဖိစီးမှုကို ထိရောက်စွာ လျှော့ချနိုင်သည်။
SiCw ပါဝင်မှု မြင့်တက်လာသည်နှင့်အမျှ အပေါ်ယံလွှာရှိ အက်ကွဲကြောင်းများ၏ အရွယ်အစားနှင့် အရေအတွက် လျော့ကျသွားကြောင်း ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအရ သိရသည်။ ၁၁၀၀ ℃ လေထုထဲတွင် ၁၀ နာရီကြာ ဓာတ်တိုးပြီးနောက် အပေါ်ယံလွှာနမူနာ၏ အလေးချိန်ကျဆင်းမှုနှုန်းမှာ ၀.၈၇% မှ ၈.၈၇% သာရှိပြီး ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အပေါ်ယံလွှာ၏ ဓာတ်တိုးမှုခံနိုင်ရည်နှင့် အပူရှော့ခ်ခံနိုင်ရည်မှာ များစွာတိုးတက်ကောင်းမွန်လာသည်။ ပြင်ဆင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုလုံးကို ဓာတုအငွေ့ထုတ်ခြင်းဖြင့် စဉ်ဆက်မပြတ်ပြီးစီးစေပြီး ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အပေါ်ယံလွှာပြင်ဆင်မှုကို အလွန်ရိုးရှင်းစေပြီး နော်ဇယ်တစ်ခုလုံး၏ ပြီးပြည့်စုံသောစွမ်းဆောင်ရည်ကို အားကောင်းစေသည်။
သုတေသီများသည် czohr monocrystal silicon အတွက် ဂရပ်ဖိုက်လမ်းညွှန်ပြွန်၏ matrix strengthening နှင့် surface coating နည်းလမ်းကို အဆိုပြုခဲ့ကြသည်။ ရရှိလာသော silicon carbide slurry ကို ဂရပ်ဖိုက်လမ်းညွှန်ပြွန်၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် 30~50 μm ၏ coating အထူဖြင့် brush coating သို့မဟုတ် spray coating နည်းလမ်းဖြင့် ညီညာစွာ ဖုံးအုပ်ပြီးနောက် in-situ ဓာတ်ပြုမှုအတွက် အပူချိန်မြင့်မီးဖိုတွင် ထားရှိပြီး ဓာတ်ပြုမှုအပူချိန် 1850~2300 ℃ ရှိပြီး အပူထိန်းသိမ်းမှုမှာ 2~6 နာရီဖြစ်သည်။ SiC အပြင်ဘက်အလွှာကို 24 လက်မ (60.96 cm) single crystal growth furnace တွင် အသုံးပြုနိုင်ပြီး အသုံးပြုမှုအပူချိန် 1500 ℃ ရှိပြီး 1500 နာရီကြာပြီးနောက် ဂရပ်ဖိုက်လမ်းညွှန်ဆလင်ဒါ၏ မျက်နှာပြင်တွင် အက်ကွဲခြင်းနှင့် ပြုတ်ကျခြင်း အမှုန့်များ မရှိကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။
၁.၃ လျှပ်ကာဆလင်ဒါတွင် အသုံးချမှုနှင့် သုတေသနတိုးတက်မှု
monocrystalline silicon thermal field system ရဲ့ အဓိက အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုအနေနဲ့ insulation cylinder ကို အဓိကအားဖြင့် အပူဆုံးရှုံးမှုကို လျှော့ချဖို့နဲ့ thermal field environment ရဲ့ အပူချိန် gradient ကို ထိန်းချုပ်ဖို့ အသုံးပြုပါတယ်။ single crystal furnace ရဲ့ အတွင်းနံရံ insulation layer ရဲ့ supporting part အနေနဲ့ silicon vapor corrosion က product ရဲ့ slag dropping နဲ့ cracking ကို ဖြစ်စေပြီး နောက်ဆုံးမှာ product ပျက်စီးမှုကို ဖြစ်စေပါတယ်။
C/C-sic composite insulation tube ၏ silicon vapor corrosion resistance ကို ပိုမိုမြှင့်တင်ရန်အတွက်၊ သုတေသီများသည် ပြင်ဆင်ထားသော C/C-sic composite insulation tube ထုတ်ကုန်များကို chemical vapor reaction furnace ထဲသို့ထည့်ကာ C/C-sic composite insulation tube ထုတ်ကုန်များ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် chemical vapor deposition လုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် သိပ်သည်းသော silicon carbide coating ကို ပြင်ဆင်ခဲ့ကြသည်။ ရလဒ်များအရ၊ ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် C/C-sic composite ၏ core ပေါ်ရှိ carbon fiber ၏ corrosion ကို silicon vapor ဖြင့် ထိရောက်စွာ ဟန့်တားနိုင်ပြီး carbon/carbon composite ထက် silicon vapor ၏ corrosion resistance ကို ၅ ဆ မှ ၁၀ ဆ အထိ တိုးမြှင့်ပေးပြီး insulation cylinder ၏ သက်တမ်းနှင့် thermal field environment ၏ ဘေးကင်းရေးကို များစွာ မြှင့်တင်ပေးပါသည်။
၂။ နိဂုံးချုပ်နှင့် အလားအလာ
ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အပေါ်ယံလွှာမြင့်မားသောအပူချိန်တွင် အောက်ဆီဒေးရှင်းဒဏ်ခံနိုင်ရည်ကောင်းမွန်သောကြောင့် ကာဗွန်/ကာဗွန်အပူစက်ကွင်းပစ္စည်းများတွင် ပိုမိုကျယ်ပြန့်စွာအသုံးပြုလာကြသည်။ monocrystalline silicon ထုတ်လုပ်မှုတွင်အသုံးပြုသော ကာဗွန်/ကာဗွန်အပူစက်ကွင်းပစ္စည်းများ၏ အရွယ်အစားတိုးလာသည်နှင့်အမျှ အပူစက်ကွင်းပစ္စည်းများ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ silicon carbide အလွှာ၏ တစ်ပြေးညီဖြစ်မှုကို မည်သို့တိုးတက်ကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ရမည်နှင့် ကာဗွန်/ကာဗွန်အပူစက်ကွင်းပစ္စည်းများ၏ ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်းကို မည်သို့တိုးတက်ကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ရမည်သည် အရေးတကြီးဖြေရှင်းရမည့်ပြဿနာတစ်ခု ဖြစ်လာသည်။
အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ monocrystalline silicon လုပ်ငန်းဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့်အတူ၊ မြင့်မားသောသန့်စင်မှုကာဗွန်/ကာဗွန်အပူစက်ကွင်းပစ္စည်းများအတွက်ဝယ်လိုအားလည်းတိုးပွားလာပြီး၊ ဓာတ်ပြုမှုအတွင်း SiC နာနိုဖိုက်ဘာများကိုလည်း အတွင်းပိုင်းကာဗွန်ဖိုက်ဘာများပေါ်တွင် စိုက်ပျိုးကြသည်။ စမ်းသပ်မှုများဖြင့်ပြင်ဆင်ထားသော C/C-ZRC နှင့် C/C-sic ZrC ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ mass ablation နှင့် linear ablation rates များသည် အသီးသီး -0.32 mg/s နှင့် 2.57 μm/s ဖြစ်သည်။ C/C-sic -ZrC ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ mass နှင့် line ablation rates များသည် အသီးသီး -0.24 mg/s နှင့် 1.66 μm/s ဖြစ်သည်။ SiC နာနိုဖိုက်ဘာများပါရှိသော C/C-ZRC ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများသည် ablative ဂုဏ်သတ္တိများ ပိုမိုကောင်းမွန်သည်။ နောက်ပိုင်းတွင်၊ SiC နာနိုဖိုက်ဘာများ၏ ကြီးထွားမှုအပေါ် ကာဗွန်ရင်းမြစ်အမျိုးမျိုး၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုများနှင့် C/C-ZRC ပေါင်းစပ်ပစ္စည်းများ၏ ablative ဂုဏ်သတ္တိများကို အားဖြည့်ပေးသည့် SiC နာနိုဖိုက်ဘာများ၏ ယန္တရားကို လေ့လာသွားမည်ဖြစ်သည်။
ဓာတုအငွေ့စိမ့်ဝင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်နှင့် ပြင်ပဓာတ်ပြုမှုဖြင့် ပေါင်းစပ်အလွှာပါ ကာဗွန်/ကာဗွန်ပေါင်းစပ်အလွှာကို ပြင်ဆင်ထားသည်။ ပေါင်းစပ်အလွှာတွင် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာ (100~300μm)၊ ဆီလီကွန်အလွှာ (10~20μm) နှင့် ဆီလီကွန်နိုက်ထရိုက်အလွှာ (50~100μm) တို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး ကာဗွန်/ကာဗွန်ပေါင်းစပ်အလွှာ၏ အတွင်းပိုင်းမျက်နှာပြင်ရှိ ဆီလီကွန်အငွေ့၏ ချေးခြင်းကို ထိရောက်စွာ ဟန့်တားနိုင်သည်။ ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ပေါင်းစပ်အလွှာပါ ကာဗွန်/ကာဗွန်ပေါင်းစပ်အလွှာ ဆုံးရှုံးမှုသည် မီးဖိုတစ်ခုလျှင် 0.04 မီလီမီတာဖြစ်ပြီး ဝန်ဆောင်မှုသက်တမ်းသည် မီးဖိုအကြိမ်ရေ 180 အထိ ရှိနိုင်သည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ ဖေဖော်ဝါရီလ ၂၂ ရက်