1 కార్బన్/కార్బన్ థర్మల్ ఫీల్డ్ పదార్థాలలో సిలికాన్ కార్బైడ్ పూత యొక్క అప్లికేషన్ మరియు పరిశోధన పురోగతి
1.1 క్రూసిబుల్ తయారీలో అప్లికేషన్ మరియు పరిశోధన పురోగతి
సింగిల్ క్రిస్టల్ థర్మల్ ఫీల్డ్లో, దికార్బన్/కార్బన్ క్రూసిబుల్ప్రధానంగా సిలికాన్ పదార్థాన్ని మోసే పాత్రగా ఉపయోగిస్తారు మరియు దానితో సంబంధం కలిగి ఉంటుందిక్వార్ట్జ్ క్రూసిబుల్, చిత్రం 2లో చూపిన విధంగా. కార్బన్/కార్బన్ క్రూసిబుల్ యొక్క పని ఉష్ణోగ్రత దాదాపు 1450℃, ఇది ఘన సిలికాన్ (సిలికాన్ డయాక్సైడ్) మరియు సిలికాన్ ఆవిరి యొక్క డబుల్ కోతకు గురవుతుంది మరియు చివరకు క్రూసిబుల్ సన్నగా మారుతుంది లేదా రింగ్ క్రాక్ను కలిగి ఉంటుంది, ఫలితంగా క్రూసిబుల్ వైఫల్యం చెందుతుంది.
రసాయన ఆవిరి పారగమ్య ప్రక్రియ మరియు ఇన్-సిటు రియాక్షన్ ద్వారా మిశ్రమ పూత కార్బన్/కార్బన్ కాంపోజిట్ క్రూసిబుల్ తయారు చేయబడింది. మిశ్రమ పూత సిలికాన్ కార్బైడ్ పూత (100~300μm), సిలికాన్ పూత (10~20μm) మరియు సిలికాన్ నైట్రైడ్ పూత (50~100μm) లతో కూడి ఉంది, ఇది కార్బన్/కార్బన్ కాంపోజిట్ క్రూసిబుల్ లోపలి ఉపరితలంపై సిలికాన్ ఆవిరి తుప్పును సమర్థవంతంగా నిరోధించగలదు. ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో, మిశ్రమ పూత కలిగిన కార్బన్/కార్బన్ కాంపోజిట్ క్రూసిబుల్ నష్టం ప్రతి ఫర్నేస్కు 0.04 మిమీ, మరియు సేవా జీవితం 180 ఫర్నేస్ సమయాలకు చేరుకుంటుంది.
అధిక-ఉష్ణోగ్రత సింటరింగ్ ఫర్నేస్లో ముడి పదార్థాలుగా సిలికాన్ డయాక్సైడ్ మరియు సిలికాన్ లోహాన్ని ఉపయోగించి, కొన్ని ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో మరియు క్యారియర్ వాయువు రక్షణలో కార్బన్/కార్బన్ కాంపోజిట్ క్రూసిబుల్ ఉపరితలంపై ఏకరీతి సిలికాన్ కార్బైడ్ పూతను ఉత్పత్తి చేయడానికి పరిశోధకులు రసాయన ప్రతిచర్య పద్ధతిని ఉపయోగించారు. అధిక ఉష్ణోగ్రత చికిత్స సిక్ పూత యొక్క స్వచ్ఛత మరియు బలాన్ని మెరుగుపరచడమే కాకుండా, కార్బన్/కార్బన్ మిశ్రమం యొక్క ఉపరితలం యొక్క దుస్తులు నిరోధకతను కూడా బాగా మెరుగుపరుస్తుందని మరియు మోనోక్రిస్టల్ సిలికాన్ ఫర్నేస్లో SiO ఆవిరి మరియు అస్థిర ఆక్సిజన్ అణువుల ద్వారా క్రూసిబుల్ యొక్క ఉపరితలం తుప్పు పట్టకుండా నిరోధిస్తుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. సిక్ పూత లేని క్రూసిబుల్తో పోలిస్తే క్రూసిబుల్ యొక్క సేవా జీవితం 20% పెరిగింది.
1.2 ఫ్లో గైడ్ ట్యూబ్లో అప్లికేషన్ మరియు పరిశోధన పురోగతి
గైడ్ సిలిండర్ క్రూసిబుల్ పైన ఉంది (చిత్రం 1లో చూపిన విధంగా). క్రిస్టల్ పుల్లింగ్ ప్రక్రియలో, క్షేత్రం లోపల మరియు వెలుపల ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ఎక్కువగా ఉంటుంది, ముఖ్యంగా దిగువ ఉపరితలం కరిగిన సిలికాన్ పదార్థానికి దగ్గరగా ఉంటుంది, ఉష్ణోగ్రత అత్యధికంగా ఉంటుంది మరియు సిలికాన్ ఆవిరి ద్వారా తుప్పు పట్టడం అత్యంత తీవ్రమైనది.
పరిశోధకులు గైడ్ ట్యూబ్ యాంటీ-ఆక్సీకరణ పూత మరియు తయారీ పద్ధతి యొక్క సరళమైన ప్రక్రియ మరియు మంచి ఆక్సీకరణ నిరోధకతను కనుగొన్నారు. మొదట, గైడ్ ట్యూబ్ యొక్క మ్యాట్రిక్స్పై సిలికాన్ కార్బైడ్ విస్కర్ పొరను ఇన్-సిటులో పెంచారు, ఆపై దట్టమైన సిలికాన్ కార్బైడ్ బయటి పొరను తయారు చేశారు, తద్వారా చిత్రం 3లో చూపిన విధంగా మ్యాట్రిక్స్ మరియు దట్టమైన సిలికాన్ కార్బైడ్ ఉపరితల పొర మధ్య SiCw పరివర్తన పొర ఏర్పడింది. ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం మాతృక మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ మధ్య ఉంది. ఇది ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం యొక్క అసమతుల్యత వల్ల కలిగే ఉష్ణ ఒత్తిడిని సమర్థవంతంగా తగ్గించగలదు.
SiCw కంటెంట్ పెరుగుదలతో, పూతలోని పగుళ్ల పరిమాణం మరియు సంఖ్య తగ్గుతుందని విశ్లేషణ చూపిస్తుంది. 1100 ℃ గాలిలో 10 గంటల ఆక్సీకరణ తర్వాత, పూత నమూనా యొక్క బరువు తగ్గడం రేటు 0.87%~8.87% మాత్రమే, మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ పూత యొక్క ఆక్సీకరణ నిరోధకత మరియు థర్మల్ షాక్ నిరోధకత బాగా మెరుగుపడతాయి. రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ ద్వారా మొత్తం తయారీ ప్రక్రియ నిరంతరం పూర్తవుతుంది, సిలికాన్ కార్బైడ్ పూత తయారీ చాలా సరళీకృతం చేయబడుతుంది మరియు మొత్తం నాజిల్ యొక్క సమగ్ర పనితీరు బలోపేతం అవుతుంది.
పరిశోధకులు czohr మోనోక్రిస్టల్ సిలికాన్ కోసం గ్రాఫైట్ గైడ్ ట్యూబ్ యొక్క మ్యాట్రిక్స్ బలోపేతం మరియు ఉపరితల పూత పద్ధతిని ప్రతిపాదించారు. పొందిన సిలికాన్ కార్బైడ్ స్లర్రీని బ్రష్ కోటింగ్ లేదా స్ప్రే కోటింగ్ పద్ధతి ద్వారా 30~50 μm పూత మందంతో గ్రాఫైట్ గైడ్ ట్యూబ్ ఉపరితలంపై ఏకరీతిలో పూత పూయబడింది, ఆపై ఇన్-సిటు రియాక్షన్ కోసం అధిక ఉష్ణోగ్రత ఫర్నేస్లో ఉంచబడింది, రియాక్షన్ ఉష్ణోగ్రత 1850~2300 ℃, మరియు ఉష్ణ సంరక్షణ 2~6h. SiC బయటి పొరను 24 in (60.96 cm) సింగిల్ క్రిస్టల్ గ్రోత్ ఫర్నేస్లో ఉపయోగించవచ్చు మరియు వినియోగ ఉష్ణోగ్రత 1500 ℃, మరియు 1500h తర్వాత గ్రాఫైట్ గైడ్ సిలిండర్ ఉపరితలంపై పగుళ్లు మరియు పడే పొడి లేదని కనుగొనబడింది.
1.3 ఇన్సులేషన్ సిలిండర్లో అప్లికేషన్ మరియు పరిశోధన పురోగతి
మోనోక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ థర్మల్ ఫీల్డ్ సిస్టమ్ యొక్క ముఖ్య భాగాలలో ఒకటిగా, ఇన్సులేషన్ సిలిండర్ ప్రధానంగా ఉష్ణ నష్టాన్ని తగ్గించడానికి మరియు థర్మల్ ఫీల్డ్ వాతావరణం యొక్క ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతను నియంత్రించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.సింగిల్ క్రిస్టల్ ఫర్నేస్ యొక్క లోపలి గోడ ఇన్సులేషన్ పొర యొక్క సహాయక భాగంగా, సిలికాన్ ఆవిరి తుప్పు ఉత్పత్తి యొక్క స్లాగ్ పడిపోవడానికి మరియు పగుళ్లకు దారితీస్తుంది, ఇది చివరికి ఉత్పత్తి వైఫల్యానికి దారితీస్తుంది.
C/ C-sic కాంపోజిట్ ఇన్సులేషన్ ట్యూబ్ యొక్క సిలికాన్ ఆవిరి తుప్పు నిరోధకతను మరింత పెంచడానికి, పరిశోధకులు తయారుచేసిన C/ C-sic కాంపోజిట్ ఇన్సులేషన్ ట్యూబ్ ఉత్పత్తులను రసాయన ఆవిరి ప్రతిచర్య కొలిమిలో ఉంచారు మరియు రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ ప్రక్రియ ద్వారా C/ C-sic కాంపోజిట్ ఇన్సులేషన్ ట్యూబ్ ఉత్పత్తుల ఉపరితలంపై దట్టమైన సిలికాన్ కార్బైడ్ పూతను సిద్ధం చేశారు. ఫలితాలు, ఈ ప్రక్రియ సిలికాన్ ఆవిరి ద్వారా C/ C-sic కాంపోజిట్ యొక్క కోర్పై కార్బన్ ఫైబర్ తుప్పును సమర్థవంతంగా నిరోధించగలదు మరియు కార్బన్/కార్బన్ కాంపోజిట్తో పోలిస్తే సిలికాన్ ఆవిరి యొక్క తుప్పు నిరోధకత 5 నుండి 10 రెట్లు పెరుగుతుంది మరియు ఇన్సులేషన్ సిలిండర్ యొక్క సేవా జీవితం మరియు ఉష్ణ క్షేత్ర వాతావరణం యొక్క భద్రత బాగా మెరుగుపడతాయి.
2. తీర్మానం మరియు అంచనా
సిలికాన్ కార్బైడ్ పూతఅధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద అద్భుతమైన ఆక్సీకరణ నిరోధకత కారణంగా కార్బన్/కార్బన్ థర్మల్ ఫీల్డ్ పదార్థాలలో ఇది మరింత విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. మోనోక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించే కార్బన్/కార్బన్ థర్మల్ ఫీల్డ్ పదార్థాల పరిమాణం పెరుగుతున్నందున, థర్మల్ ఫీల్డ్ పదార్థాల ఉపరితలంపై సిలికాన్ కార్బైడ్ పూత యొక్క ఏకరూపతను ఎలా మెరుగుపరచాలి మరియు కార్బన్/కార్బన్ థర్మల్ ఫీల్డ్ పదార్థాల సేవా జీవితాన్ని ఎలా మెరుగుపరచాలి అనేది పరిష్కరించాల్సిన తక్షణ సమస్యగా మారింది.
మరోవైపు, మోనోక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ పరిశ్రమ అభివృద్ధితో, అధిక-స్వచ్ఛత కార్బన్/కార్బన్ థర్మల్ ఫీల్డ్ పదార్థాలకు డిమాండ్ కూడా పెరుగుతోంది మరియు ప్రతిచర్య సమయంలో అంతర్గత కార్బన్ ఫైబర్లపై SiC నానోఫైబర్లు కూడా పెరుగుతాయి. ప్రయోగాల ద్వారా తయారు చేయబడిన C/ C-ZRC మరియు C/ C-sic ZrC మిశ్రమాల ద్రవ్యరాశి అబ్లేషన్ మరియు లీనియర్ అబ్లేషన్ రేట్లు వరుసగా -0.32 mg/s మరియు 2.57 μm/s. C/ C-sic -ZrC మిశ్రమాల ద్రవ్యరాశి మరియు లైన్ అబ్లేషన్ రేట్లు వరుసగా -0.24mg/s మరియు 1.66 μm/s. SiC నానోఫైబర్లతో కూడిన C/ C-ZRC మిశ్రమాలు మెరుగైన అబ్లేటివ్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. తరువాత, SiC నానోఫైబర్ల పెరుగుదలపై వివిధ కార్బన్ వనరుల ప్రభావాలు మరియు C/ C-ZRC మిశ్రమాల అబ్లేటివ్ లక్షణాలను బలోపేతం చేసే SiC నానోఫైబర్ల యంత్రాంగం అధ్యయనం చేయబడతాయి.
రసాయన ఆవిరి పారగమ్య ప్రక్రియ మరియు ఇన్-సిటు రియాక్షన్ ద్వారా మిశ్రమ పూత కార్బన్/కార్బన్ కాంపోజిట్ క్రూసిబుల్ తయారు చేయబడింది. మిశ్రమ పూత సిలికాన్ కార్బైడ్ పూత (100~300μm), సిలికాన్ పూత (10~20μm) మరియు సిలికాన్ నైట్రైడ్ పూత (50~100μm) లతో కూడి ఉంది, ఇది కార్బన్/కార్బన్ కాంపోజిట్ క్రూసిబుల్ లోపలి ఉపరితలంపై సిలికాన్ ఆవిరి తుప్పును సమర్థవంతంగా నిరోధించగలదు. ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో, మిశ్రమ పూత కలిగిన కార్బన్/కార్బన్ కాంపోజిట్ క్రూసిబుల్ నష్టం ప్రతి ఫర్నేస్కు 0.04 మిమీ, మరియు సేవా జీవితం 180 ఫర్నేస్ సమయాలకు చేరుకుంటుంది.
పోస్ట్ సమయం: ఫిబ్రవరి-22-2024