1 Kamajuan aplikasi sareng panalungtikan palapis silikon karbida dina bahan lapangan termal karbon/karbon
1.1 Kamajuan aplikasi sareng panalungtikan dina persiapan wadah
Dina widang termal kristal tunggal,wadah karbon/karbonutamana dianggo salaku wadah pikeun ngangkut bahan silikon sareng kontak sarengwadah kuarsa, sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 2. Suhu kerja wadah karbon/karbon nyaéta sakitar 1450 ℃, anu kakeunaan erosi ganda silikon padet (silikon dioksida) sareng uap silikon, sareng pamustunganana wadah janten ipis atanapi gaduh retakan cincin, anu nyababkeun kagagalan wadah.
Wadah komposit karbon/karbon palapis komposit disiapkeun ku prosés permeasi uap kimiawi sareng réaksi in-situ. Lapisan komposit diwangun ku lapisan silikon karbida (100 ~ 300μm), lapisan silikon (10 ~ 20μm) sareng lapisan silikon nitrida (50 ~ 100μm), anu sacara efektif tiasa ngahambat korosi uap silikon dina permukaan jero wadah komposit karbon/karbon. Dina prosés produksi, leungitna wadah komposit karbon/karbon palapis komposit nyaéta 0,04 mm per tungku, sareng umur jasa tiasa ngahontal 180 kali tungku.
Para panalungtik nganggo metode réaksi kimia pikeun ngahasilkeun lapisan silikon karbida anu seragam dina permukaan wadah komposit karbon/karbon dina kaayaan suhu anu tangtu sareng panyalindungan gas pembawa, nganggo silikon dioksida sareng logam silikon salaku bahan baku dina tungku sintering suhu luhur. Hasilna nunjukkeun yén perlakuan suhu luhur henteu ngan ukur ningkatkeun kamurnian sareng kakuatan lapisan sic, tapi ogé ningkatkeun résistansi aus permukaan komposit karbon/karbon, sareng nyegah korosi permukaan wadah ku uap SiO2 sareng atom oksigén anu nguap dina tungku silikon monokristal. Umur layanan wadah ningkat 20% dibandingkeun sareng wadah tanpa lapisan sic.
1.2 Kamajuan aplikasi sareng panalungtikan dina tabung pituduh aliran
Silinder pituduh ayana di luhur wadah (sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 1). Dina prosés narik kristal, bédana suhu antara jero sareng luar lapangan ageung, khususna permukaan handap anu pangdeukeutna kana bahan silikon cair, suhuna pangluhurna, sareng korosi ku uap silikon paling parah.
Para panalungtik nimukeun prosés anu saderhana sareng résistansi oksidasi anu saé pikeun palapis anti-oksidasi tabung pituduh sareng metode persiapan. Mimitina, lapisan kumis silikon karbida dipelak sacara in-situ dina matriks tabung pituduh, teras lapisan luar silikon karbida anu padet disiapkeun, supados lapisan transisi SiCw kabentuk antara matriks sareng lapisan permukaan silikon karbida anu padet, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 3. Koéfisién ékspansi termal aya antara matriks sareng silikon karbida. Éta tiasa sacara efektif ngirangan setrés termal anu disababkeun ku ketidakcocokan koéfisién ékspansi termal.
Analisis nunjukkeun yén kalayan ningkatna eusi SiCw, ukuran sareng jumlah retakan dina palapis ngirangan. Saatos 10 jam oksidasi dina hawa 1100 ℃, laju leungitna beurat sampel palapis ngan ukur 0,87% ~ 8,87%, sareng résistansi oksidasi sareng résistansi kejut termal tina palapis silikon karbida ningkat pisan. Sakabéh prosés persiapan réngsé sacara kontinyu ku déposisi uap kimia, persiapan palapis silikon karbida disederhanakeun pisan, sareng kinerja komprehensif tina sakabéh nozzle dikuatkeun.
Para panalungtik ngusulkeun metode pikeun nguatkeun matriks sareng ngalapis permukaan tabung pituduh grafit pikeun silikon monokristal czohr. Bubur silikon karbida anu diala dilapis sacara seragam dina permukaan tabung pituduh grafit kalayan ketebalan lapisan 30 ~ 50 μm ku metode palapis sikat atanapi palapis semprot, teras disimpen dina tungku suhu luhur pikeun réaksi in-situ, suhu réaksi nyaéta 1850 ~ 2300 ℃, sareng pelestarian panas nyaéta 2 ~ 6 jam. Lapisan luar SiC tiasa dianggo dina tungku pertumbuhan kristal tunggal 24 inci (60,96 cm), sareng suhu panggunaan nyaéta 1500 ℃, sareng kapendak yén teu aya retakan sareng bubuk anu murag dina permukaan silinder pituduh grafit saatos 1500 jam.
1.3 Kamajuan aplikasi sareng panalungtikan dina silinder insulasi
Salaku salah sahiji komponén konci sistem médan termal silikon monokristalin, silinder insulasi utamina dianggo pikeun ngirangan leungitna panas sareng ngontrol gradien suhu lingkungan médan termal. Salaku bagian pendukung lapisan insulasi témbok jero tungku kristal tunggal, korosi uap silikon nyababkeun terak murag sareng retakan produk, anu pamustunganana nyababkeun kagagalan produk.
Pikeun ningkatkeun résistansi korosi uap silikon tina tabung insulasi komposit C/C-sic, para panalungtik nempatkeun produk tabung insulasi komposit C/C-sic anu tos disiapkeun kana tungku réaksi uap kimia, sareng nyiapkeun lapisan silikon karbida padet dina permukaan produk tabung insulasi komposit C/C-sic ku prosés déposisi uap kimia. Hasilna nunjukkeun yén, prosés ieu tiasa sacara efektif ngahambat korosi serat karbon dina inti komposit C/C-sic ku uap silikon, sareng résistansi korosi uap silikon ningkat 5 dugi ka 10 kali dibandingkeun sareng komposit karbon/karbon, sareng umur silinder insulasi sareng kaamanan lingkungan medan termal ningkat pisan.
2. Kacindekan sareng prospek
Lapisan silikon karbidaBeuki loba dipaké dina bahan médan termal karbon/karbon kusabab résistansi oksidasi anu alus teuing dina suhu anu luhur. Kalayan ningkatna ukuran bahan médan termal karbon/karbon anu dianggo dina produksi silikon monokristalin, kumaha carana ningkatkeun keseragaman palapis silikon karbida dina permukaan bahan médan termal sareng ningkatkeun umur jasa bahan médan termal karbon/karbon parantos janten masalah anu penting pikeun direngsekeun.
Di sisi séjén, kalayan kamekaran industri silikon monokristalin, paménta pikeun bahan medan termal karbon/karbon anu mibanda kamurnian luhur ogé ningkat, sareng serat nano SiC ogé dipelak dina serat karbon internal salami réaksi. Laju ablasi massa sareng ablasi linier komposit C/C-ZRC sareng C/C-sic ZrC anu disiapkeun ku ékspérimén nyaéta -0,32 mg/s sareng 2,57 μm/s, masing-masing. Laju ablasi massa sareng garis komposit C/C-sic-ZrC nyaéta -0,24 mg/s sareng 1,66 μm/s, masing-masing. Komposit C/C-ZRC kalayan serat nano SiC gaduh sipat ablatif anu langkung saé. Engké, pangaruh tina sumber karbon anu béda kana kamekaran serat nano SiC sareng mékanisme serat nano SiC anu nguatkeun sipat ablatif komposit C/C-ZRC bakal ditalungtik.
Wadah komposit karbon/karbon palapis komposit disiapkeun ku prosés permeasi uap kimiawi sareng réaksi in-situ. Lapisan komposit diwangun ku lapisan silikon karbida (100 ~ 300μm), lapisan silikon (10 ~ 20μm) sareng lapisan silikon nitrida (50 ~ 100μm), anu sacara efektif tiasa ngahambat korosi uap silikon dina permukaan jero wadah komposit karbon/karbon. Dina prosés produksi, leungitna wadah komposit karbon/karbon palapis komposit nyaéta 0,04 mm per tungku, sareng umur jasa tiasa ngahontal 180 kali tungku.
Waktos posting: 22-Peb-2024