Habka koritaanka ee silikoon monocrystalline waxaa si buuxda looga sameeyaa goobta kuleylka. Goob kuleyl oo wanaagsan ayaa ku habboon hagaajinta tayada kiristaallada waxayna leedahay hufnaan kiristaaleed oo sare. Naqshadeynta goobta kuleylka ayaa inta badan go'aamisa isbeddellada heerarka heerkulka ee goobta kulaylka firfircoon iyo socodka gaaska ee qolka foornada. Farqiga u dhexeeya agabka loo isticmaalo goobta kulaylka ayaa si toos ah u go'aamiya cimriga adeegga ee goobta kulaylka. Goob kuleyl oo aan macquul ahayn ma aha oo kaliya inay adag tahay in la koro kiristaallada buuxiya shuruudaha tayada, laakiin sidoo kale ma kori karto monocrystalline dhammaystiran shuruudaha habka qaarkood. Tani waa sababta warshadaha silikoon monocrystalline ee tooska ah u jiidaya ay u tixgeliyaan naqshadeynta goobta kulaylka inay tahay tignoolajiyada ugu muhiimsan waxayna maalgashadaan shaqaale iyo agab badan oo ku jira cilmi-baarista iyo horumarinta goobta kulaylka.
Nidaamka kuleylku wuxuu ka kooban yahay agab kala duwan oo kulka ah. Waxaan si kooban u soo bandhigaynaa agabka loo isticmaalo goobta kulaylka. Marka laga hadlayo qaybinta heerkulka ee goobta kulaylka iyo saameynta ay ku leedahay jiidista kiristaalka, halkan kuma falanqayn doonno. Qalabka goobta kulaylka wuxuu tilmaamayaa qaab-dhismeedka iyo qaybta dahaarka kulaylka ee qolka foornada faakiyuumka ee koritaanka kiristaalka, kaas oo lagama maarmaan u ah abuurista qaybinta heerkulka ku habboon ee ku wareegsan dhalaalka iyo kiristaalka semiconductor-ka.
1. Qalabka qaab-dhismeedka garoonka kulaylka
Qalabka aasaasiga ah ee taageerada habka tooska ah ee loo jiido silikoon monocrystalline waa garaafit saafi ah oo sarreeya. Alaabada garaafitku waxay door aad muhiim u ah ka ciyaaraan warshadaha casriga ah. Waxaa loo isticmaali karaa qaybo qaab-dhismeedka goobta kulaylka sidakuleyliyeyaasha, tuubooyinka hagaha, saqafyada, tuubooyinka dahaarka, saxaaradaha dabka lagu shido, iwm. diyaarinta silicon monocrystalline iyadoo la adeegsanayo habka Czochralski.
Qalabka garaafyadawaxaa loo xushay sababtoo ah way fududahay in lagu diyaariyo tiro badan, waa la farsamayn karaa waxayna u adkeysan karaan heerkulka sare. Kaarboon qaab dheeman ama garaafit ah ayaa leh dhibic dhalaalid oo ka sarreysa curiye kasta ama isku-dhafan. Agabka garaafitku aad ayuu u xoog badan yahay, gaar ahaan heerkulka sare, sidoo kale koronto-qaadistooda iyo kuleylkooduna aad bay u fiican yihiin. Koronto-qaadisteeda ayaa ka dhigaysa mid ku habboonkululeeyahaagab. Waxay leedahay isku-xidhnaan ku filan oo kuleyl ah, taasoo u oggolaanaysa kulaylka uu dhaliyo kuleyliyuhu in si siman loogu qaybiyo qalabka korontada ku shaqeeya iyo qaybaha kale ee goobta kulaylka. Si kastaba ha ahaatee, heerkulka sare, gaar ahaan masaafada dheer, qaabka ugu weyn ee wareejinta kulaylka waa shucaaca.
Qaybaha garaafitka waxaa marka hore laga sameeyaa walxo kaarboon yar oo khafiif ah oo lagu qasay binder waxaana lagu sameeyaa xoqid ama cadaadis isostatic ah. Qaybaha garaafitka tayada sare leh badanaa waxaa lagu cadaadiyaa si gooni gooni ah. Qaybta oo dhan marka hore waa la kaarbooneeyaa ka dibna waxaa lagu sawiraa heerkul aad u sarreeya, oo u dhow 3000°C. Qaybaha laga farsameeyo qaybahan oo dhan waxaa badanaa lagu nadiifiyaa jawi ay ku jirto koloriin heerkul sare si looga saaro wasakhda birta si loo daboolo shuruudaha warshadaha semiconductor-ka. Si kastaba ha ahaatee, xitaa ka dib marka si habboon loo nadiifiyo, heerka wasakhda birta ayaa ah dhowr heer oo ka sarreeya kan loo oggol yahay walxaha silicon monocrystalline. Sidaa darteed, waa in taxaddar laga muujiyaa naqshadda goobta kuleylka si looga hortago wasakhda qaybahan inay galaan dusha dhalaalka ama kiristaalka.
Maaddooyinka garaafitku waa kuwo si yar u dhex mushaaxi kara, taasoo sahlaysa in birta ku hartay gudaha ay gaarto dusha sare. Intaa waxaa dheer, silicon monoxide-ka ku jira gaaska nadiifinta ee ku wareegsan dusha sare ee garaafitku wuxuu geli karaa inta badan agabka oo uu ka falceliyo.
Kuleyliyeyaasha foornada silikoon ee monocrystalline ee hore waxaa laga sameeyay biraha iska caabiya sida tungsten iyo molybdenum. Iyadoo ay sii kordheyso bislaashada tignoolajiyada farsamaynta garaafka, sifooyinka korontada ee isku xirka qaybaha garaafka ayaa noqday kuwo deggan, kuleyliyeyaasha foornada silikoon ee monocrystalline-na waxay si buuxda u beddeleen tungsten, molybdenum iyo kuleyliyeyaasha kale ee walxaha. Waqtigan xaadirka ah, maaddada garaafka ee ugu isticmaalka badan waa garaafka isostatic. Tiknoolajiyadda diyaarinta garaafka isostatic ee dalkayga waa mid dib u dhac ah, inta badan agabka garaafka ee loo isticmaalo warshadaha sawir-qaadista gudaha waxaa laga soo dhoofiyaa dibadda. Soo saarayaasha garaafka isostatic ee shisheeye waxaa inta badan ka mid ah SGL ee Jarmalka, Tokai Carbon ee Japan, Toyo Tanso ee Japan, iwm. Foornooyinka silikoon ee monocrystalline ee Czochralski, mararka qaarkood waxaa la isticmaalaa agabka isku-dhafka ah ee C/C, waxayna bilaabeen in loo isticmaalo in lagu soo saaro boolal, laws, walxo, saxanno culays iyo qaybo kale. Isku-darka Kaarboon/Kaarboon (C/C) waa isku-darka kaarboonka ee lagu xoojiyay fiilada kaarboonka oo leh taxane sifooyin aad u fiican sida xoog gaar ah oo sare, modulus gaar ah oo sare, isku-darka ballaarinta kulaylka oo hooseeya, gudbinta korantada oo wanaagsan, adkaanta jabka oo sareysa, cuf-isjiidadka gaarka ah ee hooseeya, iska caabbinta shoogga kulaylka, iska caabbinta daxalka, iyo iska caabbinta heerkulka sare. Waqtigan xaadirka ah, si weyn ayaa loogu isticmaalaa hawada sare, tartanka, walxaha noolaha iyo meelaha kale sida agab cusub oo qaab-dhismeed u adkaysta heerkulka sare. Waqtigan xaadirka ah, caqabadaha ugu waaweyn ee ay la kulmaan isku-darka C/C ee gudaha ayaa weli ah arrimaha kharashka iyo warshadaha.
Waxaa jira agab kale oo badan oo loo isticmaalo sameynta goobaha kuleylka. Graphite-ka la xoojiyay ee fiber-ka kaarboon wuxuu leeyahay sifooyin farsamo oo ka wanaagsan; laakiin waa qaali wuxuuna leeyahay shuruudo kale oo loogu talagalay naqshadeynta.Silikoon carbide (SiC)waa walxo ka wanaagsan garaafit dhinacyo badan, laakiin aad bay qaali u tahay oo way adag tahay in la diyaariyo qaybo mug weyn leh. Si kastaba ha ahaatee, SiC waxaa badanaa loo isticmaalaa sidiiDahaarka CVDsi loo kordhiyo cimriga qaybaha garaafitka ee la kulma gaaska silikoon monoxide ee sunta ah, iyo sidoo kale waxay yareyn kartaa wasakhowga ka yimaada garaafitka. Dahaarka silikoonka ee CVD ee cufan ayaa si wax ku ool ah uga hortagaya wasakhda ku jirta maaddada garaafitka ee microporous inay gaarto dusha sare.
Mid kale waa kaarboon CVD, kaas oo sidoo kale samayn kara lakab cufan oo ka sarreeya qaybta garaafka. Agabyada kale ee u adkaysta heerkulka sare, sida molybdenum ama walxaha dhoobada ah ee la noolaan kara deegaanka, ayaa loo isticmaali karaa meesha aysan jirin wax khatar ah oo lagu wasakheeyo dhalaalka. Si kastaba ha ahaatee, dhoobada oksaydhka guud ahaan way xaddidan tahay ku habboonaanshahooda agabka garaafka heerkulka sare, waxaana jira fursado kale oo yar haddii loo baahdo dahaadh. Mid waa nitride boron lix-geesood ah (mararka qaarkood waxaa loo yaqaan garaafka cad sababtoo ah sifooyin la mid ah), laakiin sifooyinka farsamada ayaa liita. Molybdenum guud ahaan waxaa si macquul ah loogu isticmaalaa xaaladaha heerkulka sare sababtoo ah kharashkiisa dhexdhexaadka ah, heerka faafinta hoose ee kiristaallada silicon, iyo isku-darka kala-soocidda oo aad u hooseeya oo ah qiyaastii 5×108, taas oo u oggolaanaysa xaddi cayiman oo wasakhaynta molybdenum ka hor inta aan la burburin qaab-dhismeedka kiristaalka.
2. Qalabka dahaarka kulaylka
Qalabka dahaarka ee ugu badan ee la isticmaalo waa kaarboonka oo leh qaabab kala duwan. Kaarboonka waxaa laga sameeyaa fiilooyin khafiif ah, kuwaas oo u shaqeeya sidii dahaar sababtoo ah waxay dhowr jeer xannibaan shucaaca kulaylka masaafo gaaban. Kaarboonka jilicsan waxaa lagu tolaa xaashiyo walxo khafiif ah, kuwaas oo markaa loo jaro qaabka la rabo oo si adag loogu qaloociyo gacan macquul ah. Kaarboonka la qalajiyey wuxuu ka kooban yahay walxo fiilooyin isku mid ah, waxaana loo isticmaalaa xidhmo kaarboonka ku jira si loogu xiro fiilooyinka kala firdhisan shay adag oo qaabaysan. Isticmaalka kaydinta uumiga kiimikada ee kaarboonka halkii laga isticmaali lahaa xidhmo waxay hagaajin kartaa sifooyinka farsamada ee maaddada.
Caadi ahaan, dusha sare ee dusha sare ee dahaarka dahaarka kulaylka waxaa lagu dahaadhaa dahaar graphite joogto ah ama foil si loo yareeyo nabaad-guurka iyo duugista iyo sidoo kale wasakhowga walxaha. Noocyo kale oo ah walxaha dahaarka kulaylka ku salaysan kaarboon ayaa sidoo kale jira, sida xumbo kaarboon. Guud ahaan, walxaha dahaarka leh ayaa si cad loo doorbidaa sababtoo ah graphitization-ku wuxuu si weyn u yareeyaa aagga dusha sare ee faybarka. Naqaska ka baxaya walxahan dusha sare leh ayaa si weyn loo dhimay, waxayna qaadataa waqti yar in foornada lagu shubo faakiyuum ku habboon. Mid kale waa walxaha isku dhafan ee C/C, kaas oo leh astaamo heer sare ah sida miisaan fudud, dulqaadka waxyeellada sare iyo xoog sare. Waxaa loo isticmaalaa meelaha kuleylka si loogu beddelo qaybaha graphite si weyn ayuu u yareeyaa soo noqnoqoshada beddelka qaybaha graphite, wuxuu hagaajiyaa tayada monocrystalline iyo xasilloonida wax soo saarka.
Sida ku cad kala soocidda walxaha ceeriin ah, dareemaha kaarboonka waxaa loo qaybin karaa dareemaha kaarboonka ku salaysan polyacrylonitrile, dareemaha kaarboonka ku salaysan viscose, iyo dareemaha kaarboonka ku salaysan pitch.
Dahaarka kaarboon ee ku salaysan Polyacrylonitrile wuxuu leeyahay dambas weyn. Ka dib daaweynta heerkulka sare, faybarka keliya ayaa noqda mid jajaban. Inta lagu jiro hawlgalka, way fududahay in la abuuro boodh si uu u wasakheeyo deegaanka foornada. Isla mar ahaantaana, faybarku si fudud ayuu u geli karaa daloolada iyo marinnada neefsashada ee jidhka bini'aadamka, taas oo waxyeello u leh caafimaadka aadanaha. Dahaarka kaarboon ee ku salaysan Viscose wuxuu leeyahay waxqabad dahaar kuleyl oo wanaagsan. Waa mid jilicsan ka dib daaweynta kulaylka mana fududa in la dhaliyo boodh. Si kastaba ha ahaatee, qaybta isgoyska ee faybarka cayriin ee ku salaysan viscose waa mid aan caadi ahayn, waxaana jira godad badan oo ku yaal dusha sare ee faybarka. Way fududahay in la soo saaro gaasas sida C02 oo hoos yimaada jawiga oksaydhka ee foornada silikoonka CZ, taasoo keenta roobabka oksijiinta iyo walxaha kaarboon ee ku jira maaddada silikoonka monocrystalline. Soo saarayaasha ugu muhiimsan waxaa ka mid ah SGL Jarmalka iyo shirkado kale. Waqtigan xaadirka ah, tan ugu badan ee loo isticmaalo warshadaha monocrystalline-ka semiconductor-ka waa dahaarka kaarboon ee ku salaysan pitch-ka, kaas oo leh waxqabad dahaar kuleyl oo ka xun dareenka kaarboon ee ku salaysan viscose, laakiin dahaarka kaarboon ee ku salaysan pitch-ka wuxuu leeyahay daahirnimo sare iyo sii deynta boodhka oo hooseeya. Soo saarayaasha waxaa ka mid ah Kiimikada Kureha ee Japan iyo Gaaska Osaka.
Maadaama qaabka kaarboonku aanu go'nayn, way ku adag tahay in la shaqeeyo. Hadda shirkado badan ayaa sameeyay walxo cusub oo dahaarka kulaylka ah oo ku salaysan kaarboonka la dahaadhay. Kaarboonka la dahaadhay, oo sidoo kale loo yaqaan felt adag, waa dareem kaarboon oo leh qaab gaar ah iyo sifooyin is-waafajin ah ka dib marka dareemka jilicsan lagu shubo resin, la dahaadhay, la dahaadhay oo la kaarbooneeyay.
Tayada koritaanka ee silikoon monocrystalline waxaa si toos ah u saameeya deegaanka kulaylka, walxaha dahaarka kulaylka ee fiber-ka kaarboon-na waxay door muhiim ah ka ciyaaraan deegaankan. Dahaarka jilicsan ee dahaarka kulaylka ee fiber-ka kaarboon-na wali wuxuu leeyahay faa'iido weyn oo ku jirta warshadaha semiconductor-ka photovoltaic sababtoo ah faa'iidada kharashka, saamaynta dahaarka kulaylka ee aadka u fiican, naqshad dabacsan iyo qaab la beddeli karo. Intaa waxaa dheer, dahaarka kulaylka adag ee fiber-ka kaarboon-na waxay yeelan doontaa boos horumarineed oo weyn suuqa walxaha goobta kulaylka sababtoo ah xooggeeda gaarka ah iyo shaqeynteeda sare. Waxaan ka go'an nahay cilmi-baarista iyo horumarinta agabka dahaarka kulaylka, iyo si joogto ah u wanaajinta waxqabadka wax soo saarka si kor loogu qaado barwaaqada iyo horumarka warshadaha semiconductor-ka photovoltaic.
Waqtiga boostada: Juun-12-2024