تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنى تەييارلاش ئۇسۇلى نېمە؟

كرېمنىي كاربىد (SiC) كېرامىكىسى يۇقىرى قاتتىقلىقى، يۇقىرى كۈچلۈكلۈكى، كىچىك ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى، يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى، ياخشى خىمىيىلىك مۇقىملىقى، ئېسىل ئىسسىقلىق سوقۇلۇشىغا چىدامچانلىقى ۋە ئوكسىدلىنىشقا چىدامچانلىقى قاتارلىق ئالاھىدىلىكلىرى بىلەن ئۇزۇن يىللاردىن بۇيان ھەر خىل ئىلغار ئىشلەپچىقىرىش ساھەلىرىدە كەڭ قوللىنىلىپ كەلگەن. كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنىڭ يۇقىرىدا تىلغا ئېلىنغان ئالاھىدىلىكلىرىدىن باشقا، ئۆزىگە خاس مىكروسكوپىك تۆشۈكلۈك قۇرۇلمىسىغا ئىگە تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسى مېتاللورگىيە، خىمىيە قۇرۇلۇشى، مۇھىت ئاسراش ۋە ئېنېرگىيە قاتارلىق ساھەلەردە كەڭ قوللىنىلىش ئىستىقبالىغا ئىگە بولۇپ، كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنىڭ قوللىنىلىش دائىرىسىنى زور دەرىجىدە كېڭەيتتى.

نىڭ ئالاھىدە خۇسۇسىيەتلىرىتۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىئاساسلىقى ئۇلارنىڭ ئۆزگىچە تۆشۈكلۈك قۇرۇلمىسىدىن پايدىلىنىدۇ، بۇ قۇرۇلما تۆشۈكلۈك، تۆشۈكلۈك چوڭ-كىچىكلىكى ۋە تارقىلىشى، تۆشۈكلۈك شەكلى قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. شۇڭا، تەييارلاش ئۇسۇلى ئارقىلىق ئۇنىڭ تۆشۈكلۈكى، تۆشۈكلۈك چوڭ-كىچىكلىكى ۋە تارقىلىشىنى، شۇنداقلا تۆشۈكلۈك شەكلىنى تەڭشەپ، ئېرىشمەكچى بولغان تۆشۈكلۈك قۇرۇلمىغا ئېرىشىش كېرەك. شۇڭا، ئۇنى تەييارلاش ئۇسۇلى ھەمىشە كىشىلەرنىڭ تەتقىقاتىنىڭ مەركىزى بولۇپ كەلگەن. بۇ ماقالىدە ئاساسلىقى يېقىنقى يىللاردىن بۇيان دۆلەت ئىچى ۋە سىرتىدىكى تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنى تەييارلاش ئۇسۇللىرىدىكى تەتقىقات ئىلگىرىلەشلىرى مۇھاكىمە قىلىنىدۇ.

1. فىزىكىلىق ئۇسۇل

فىزىكىلىق ئۇسۇل، تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىلىرىدىكى بوشلۇقلارنىڭ تەييارلاش جەريانىدا بىر قاتار فىزىكىلىق ھادىسىلەر تۈپەيلىدىن پەيدا بولىدىغانلىقىنى، خىمىيىلىك رېئاكسىيەلەرنىڭ يۈز بەرمەيدىغانلىقىنى ياكى يېڭى ماددىلارنىڭ ھاسىل بولمايدىغانلىقىنى كۆرسىتىدۇ. ئاساسلىق مېخانىزم قاتتىق ماددىلارنىڭ ئىسسىقلىق قىسقىرىشى، سۇيۇق باسقۇچنىڭ پارغا ئايلىنىشى ۋە قاتتىق باسقۇچنىڭ بىۋاسىتە سۇبلىماتسىيەسى ئارقىلىق قالغان بوشلۇقلارغا تايىنىپ، تۆشۈكلۈك قۇرۇلمىنى شەكىللەندۈرۈشتىن ئىبارەت. كۆپ ئۇچرايدىغان ئۇسۇللار زەررىچە ئۈستى-ئۈستىگە قويۇش ئۇسۇلى، توڭلىتىپ قۇرۇتۇش ئۇسۇلى، سول-گېل ئۇسۇلى قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. يېقىنقى يىللاردىن بۇيان پەيدا بولغان 3D بېسىش تېخنىكىسى يەنە تۆشۈكلۈك قۇرۇلمىلارنى بىۋاسىتە بېسىش ۋە تەييارلاش ئۈچۈنمۇ ئىشلىتىلىدۇ.

1.1 زەررىچىلەرنى تىزىش ئۇسۇلى

زەررىچە ئوراش ئارقىلىق پىشۇرۇش ئۇسۇلى تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنى تەييارلاشنىڭ ئەڭ ئاددىي ئۇسۇلى. بۇ ئۇسۇلنىڭ پرىنسىپى كېرامىكا زەررىچىلىرىنىڭ پىشۇرۇش ئىقتىدارىدىن پايدىلىنىپ، ھەر خىل SiC زەررىچىلىرى ئارىسىدا پىشۇرۇش بوينىنى ھاسىل قىلىش، شۇ ئارقىلىق زەررىچىلەرنىڭ توپلىنىشىنىڭ تۆشۈكلۈك كېرامىكا ھاسىل قىلىشىغا شارائىت يارىتىشتىن ئىبارەت. پىشۇرۇش تېمپېراتۇرىسىنى تۆۋەنلىتىش ئۈچۈن، ئادەتتە ئېرىش نۇقتىسى تۆۋەنرەك بولغان بەلگىلىك مىقداردىكى باغلىغۇچى ماددا قوشۇلۇپ، ھەر خىل SiC زەررىچىلىرى ئارىسىدا باغلىنىش ھاسىل قىلىنىدۇ. زەررىچە ئوراش ئارقىلىق پىشۇرۇش ئۇسۇلىدىكى بارلىق تۆشۈكلەر SiC زەررىچىلىرى ئارىسىدىكى پىشۇرۇش بوشلۇقىدىن ئۆزگەرتىلگەنلىكتىن، تەييار بولغان تۆشۈكلۈك كېرامىكىلارنىڭ تۆشۈكلۈكى ۋە تۆشۈك چوڭلۇقىنى پاراشوك چوڭلۇقى، باغلىغۇچىنىڭ تىپى ۋە قوشۇش مىقدارى ۋە پىشۇرۇش پارامېتىرلىرىنى ئۆزگەرتىش ئارقىلىق كونترول قىلغىلى بولىدۇ.

زەررىچە ئۈستى-ئۈستىگە قويۇش ئۇسۇلى ئارقىلىق تۆشۈك شەكىللىك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنى تەييارلاش ئۈچۈن قوشۇمچە تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنى قوشۇش تەلەپ قىلىنمايدۇ. بۇ جەريان ئاددىي ۋە كونترول قىلىش ئاسان. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ ئۇسۇل ئارقىلىق تەييارلانغان تۆشۈك شەكىللىك كېرامىكىلارنىڭ تۆشۈكلۈك دەرىجىسى ئادەتتە تۆۋەن بولىدۇ. تۆشۈكلەرنىڭ شەكلى، تۆشۈك چوڭلۇقى ۋە تۆشۈكلۈك دەرىجىسى ئاساسلىقى خام ئەشيا زەررىچىلىرىنىڭ شەكلى، زەررىچە چوڭلۇقى ۋە تارقىلىشى، شۇنداقلا پىشۇرۇلۇش دەرىجىسى بىلەن بەلگىلىنىدۇ.

1.2 توڭلىتىپ قۇرۇتۇش ئۇسۇلى

توڭلىتىپ قۇرۇتۇش ئۇسۇلى كېرامىكا ماتېرىياللىرىنى سۇ ياكى ئورگانىك ئېرىتكۈچىلەر بىلەن مۇۋاپىق مىقداردا تارقاقلاشتۇرغۇچ ياكى باغلىغۇچى ماددىلارنىڭ قاتنىشىشىدا تەكشى ئارىلاشتۇرۇپ، سۇيۇقلۇق ھاسىل قىلىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ئاندىن، ياخشى ئارىلاشتۇرۇلغان سۇيۇقلۇق قېلىپقا قۇيۇلىدۇ ۋە تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا تېز توڭلىتىلىدۇ، بۇنىڭ بىلەن سۇيۇق باسقۇچلۇق ماترىتسا تېزلا قاتتىق ھالەتكە كېلىدۇ. ئاندىن، قاتتىق ھالەتلىك ماترىتسا سۇبلىماتسىيە قىلىنىپ، بېسىم تۆۋەنلىتىش ياكى ۋاكۇئۇم قۇرۇتۇش بىر تەرەپ قىلىش ئارقىلىق چىقىرىۋېتىلىدۇ. سۇيۇقلۇقنىڭ ئىچىدە يۆنىلىشلىك ئورۇنلاشتۇرۇلغان تۆشۈك قۇرۇلمىلىرى بار يېشىل جىسىمنى ئېلىش ۋە ئاخىرىدا ئۇنى سىنتېرلاپ تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسى ئىشلەپچىقىرىش ئۇسۇلى.

1.3 3D بېسىش ئۇسۇلى

3D بېسىش ئۇسۇلى، تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنى تەييارلاش ئۈچۈن يېقىنقى يىللاردىن بۇيان تەرەققىي قىلغان يېڭى بىر خىل تەييارلاش جەريانى. بۇ جەريان كومپيۇتېر ياردىمى بىلەن لايىھەلەنگەن ئۈچ ئۆلچەملىك سانلىق مەلۇمات مودېلىغا تايىنىدۇ. بېسىش بېشى ئارقىلىق، باغلىغۇچى ماددا پۈركۈلۈپ، خام ماتېرىيال پاراشوكى قەۋەت-قەۋەت ئۈچ ئۆلچەملىك تور قۇرۇلمىسىغا يىغىلىدۇ. 3D بېسىش ۋە رېئاكسىيەلىك سىنتېرلاش جەريانلىرىنىڭ بىرلەشتۈرۈلۈشى مۇرەككەپ شەكىللىك كېرامىكىلارنى قېلىپسىز ئىشلەپچىقىرىش ۋە تور چوڭلۇقىغا يېقىن شەكىللەندۈرۈشنى ئەمەلگە ئاشۇرالايدۇ.

تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنى تەييارلاش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدىغان 3D بېسىش ئۇسۇلى ئاددىي شەكىللەندۈرۈش جەريانى، يۇقىرى تەييارلاش ۋە پىششىقلاش ئۈنۈمى ۋە قېلىپقا ئېھتىياجلىق ئەمەس. ئۇ پەقەت مۇرەككەپ شەكىللىك، بىردەك مىكرو قۇرۇلمىلىق ۋە ياخشى تۆشۈك ئۇلىنىشىغا ئىگە تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنى تەييارلاش ئۈچۈنلا ئىشلىتىلىپ قالماي، يەنە تۆشۈكلۈك كېرامىكىلارنىڭ تۆشۈكلۈك دەرىجىسى ۋە تۆشۈك چوڭلۇقىنىمۇ كونترول قىلغىلى ۋە تەڭشىگىلى بولىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ ئۇسۇل ھازىر يەنىلا تەكشۈرۈش تەتقىقات باسقۇچىدا تۇرۇۋاتىدۇ، ھەمدە جەريان پارامېتىرلىرىنى تېخىمۇ ئەلالاشتۇرۇشقا توغرا كېلىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، بۇ ئۇسۇل يۇقىرى كۈچلۈك تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنى بىر قەدەمدە تەييارلاش تەس. ئۇ ئارزۇ قىلغان مەھسۇلاتلارنى ئىشلەپچىقىرىش ئۈچۈن باشقا جەريانلارنىڭ ياردىمىنى تەلەپ قىلىدۇ، بۇ نىسبەتەن يۇقىرى چىقىمنى تەلەپ قىلىدۇ.

1.4 كۆپۈكلەش

كۆپۈك قېلىپلاش ئۇسۇلى كېرامىك يېشىل گەۋدىگە ياكى ئالدىنقى ماددىغا كېيىنكى پىششىقلاش ئارقىلىق گاز ھاسىل قىلالايدىغان گاز ياكى ماددىلارنى قوشۇپ، ئاندىن ئۇنى پىشۇرۇپ، تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنى ئېلىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. باشقا تەييارلاش ئۇسۇللىرىدىن پەرقلىق ھالدا، كۆپۈك ئۇسۇلى يېپىق كارامىكا تەييارلاشتىكى ئۈنۈملۈك جەريان.

2. خىمىيىلىك ئۇسۇل

خىمىيىلىك ئۇسۇل دېگەندە، تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىلىرىدىكى تۆشۈكلۈك قۇرۇلما ئانئورگانىك تۇزلار ياكى قوشۇلغان ئورگانىك ماددىلارنىڭ پارچىلىنىشى ياكى رېئاكسىيەسى ئارقىلىق شەكىللىنىپ، دەسلەپكى ئورنىدا بوش بوشلۇقلارنى قالدۇرىدۇ. تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىلىرىنى تەييارلاشنىڭ ئورتاق خىمىيىلىك ئۇسۇللىرىغا تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنى قوشۇش ئۇسۇلى، ئورگانىك كۆپۈك سىڭدۈرۈش ئۇسۇلى ۋە بىئولوگىيىلىك قېلىپ ئۇسۇلى قاتارلىقلار كىرىدۇ.

2.1 ئورگانىك كۆپۈك سىڭدۈرۈش

ئورگانىك كۆپۈكنى سىڭدۈرۈش ئۇسۇلى ئورگانىك كۆپۈكنى قېلىپ قىلىپ ئىشلىتىش، تەييارلانغان كېرامىكا ئېرىتمىسىنى قېلىپقا تەكشى چاپلاش ياكى قېلىپنى ئېرىتمىگە چىلاپ ھاۋا چىقىرىش ئارقىلىق ئېرىتمىنىڭ ئورگانىك كۆپۈك قېلىپىغا تەكشى چاپلىشىشىغا كاپالەتلىك قىلىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ئاندىن قۇرۇتۇش ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا پىشۇرۇش ئارقىلىق ئورگانىك قېلىپ چىقىرىۋېتىلىدۇ، شۇنىڭ بىلەن تۆشۈكلۈك كېرامىكا ھاسىل قىلىنىدۇ.

بۇ ئۇسۇلنىڭ ئەڭ چوڭ كەمچىلىكى شۇكى، ئۇ كىچىك تۆشۈكلۈك يېپىق تۆشۈكلۈك مەھسۇلاتلارنى ئىشلەپچىقىرىشقا ئامالسىز. شەكلى چەكلىك بولۇپ، تەييارلىق شەكلىنىڭ ئىقتىدارىغا خام ماتېرىيال زور تەسىر كۆرسىتىدۇ. تەييارلانغان تۆشۈكلۈك كېرامىكا ماتېرىياللىرىنىڭ زىچلىقى ۋە كۈچلۈكلۈكىنى كونترول قىلىشمۇ تەس.

2.2 تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنى قوشۇش ئۇسۇلى

تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنى قوشۇش ئارقىلىق تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنى كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنى تەييارلاش، تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنى كرېمنىي كاربىد پاراشوكى ياكى ئالدىنقى ماددىلارغا قوشۇپ، ئاندىن تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنى كېيىنكى جەريانلار ئارقىلىق چىقىرىۋېتىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. نەتىجىدە، تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنىڭ دەسلەپتە ئىگىلىگەن ئورنى تۆشۈك ھاسىل قىلىدۇ، ئاندىن قىزىتىش ۋە پىشۇرۇش ئارقىلىق تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلار ھاسىل قىلىنىدۇ. شۇڭلاشقا، تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنىڭ تىپى ۋە مىقدارىنى ئۆزگەرتىش ئارقىلىق تەييار تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنىڭ تۆشۈكلۈكى، تۆشۈك شەكلى، تۆشۈك چوڭلۇقى ۋە تارقىلىشىنى قولايلىق كونترول قىلغىلى بولىدۇ. تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنىڭ تۈرلىرى ناھايىتى كەڭ بولۇپ، تەبىئىي ياكى سۈنئىي ئورگانىك پولىمېر، سۇيۇقلۇق، تۇز، كېرامىكا ياكى باشقا پاراشوك قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ھەر خىل تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلارنىڭ چىقىرىۋېتىش جەريانلىرى ئوخشىمايدۇ. ئورگانىك پولىمېر تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلار ئادەتتە قىزىتىش ۋە پارچىلاش ئارقىلىق چىقىرىلىدۇ، سۇيۇق تۆشۈك ھاسىل قىلغۇچى ماددىلار كرىستاللىشىش ۋە سۇبلىماتسىيە ئارقىلىق چىقىرىۋېتىلىدۇ، تۇزلار سۇ سۈزۈش ئارقىلىق چىقىرىۋېتىلىدۇ، كېرامىكا پاراشوكلىرى بولسا مۇۋاپىق ئېرىتمە سۈزۈش ئارقىلىق چىقىرىۋېتىلىدۇ.

2.3 بىئولوگىيىلىك قېلىپ ئۇسۇلى

بىئو ماتېرىياللاردىكى مىكروسكوپلۇق تۆشۈك قۇرۇلمىسى سۈنئىي ماتېرىياللاردىكىدىن زور دەرىجىدە پەرقلىنىدۇ. ئۆزگىچە قۇرۇلمىسى سەۋەبىدىن، ئورگانىزملارنى قېلىپ قىلىپ ئىشلىتىپ ئوخشاش قۇرۇلمىلىق تۆشۈكلۈك كېرامىكا ماتېرىياللىرىنى تەييارلاش كەڭ كۆلەمدە دىققەت قوزغىدى [10]. بىئولوگىيىلىك قېلىپ ئۇسۇلى بىلەن ئورگانىك كۆپۈكنى سىڭدۈرۈش ئۇسۇلى ئوخشاشلىققا ئىگە. ئورگانىك كۆپۈكنى سىڭدۈرۈش ئۇسۇلىدا سۈنئىي گۇبكا قېلىپ سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ، بىئولوگىيىلىك قېلىپ ئۇسۇلىدا بولسا تەبىئىي ئورگانىزملار قېلىپ سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ.

تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنى تەييارلاشتىكى بىئولوگىيىلىك قېلىپ ئۇسۇلى ئاددىي جەريان ۋە ئەرزان باھا قاتارلىق ئەۋزەللىكلەرگە ئىگە. ئۇ مۇرەككەپ شەكىلدىكى كېرامىكىلارنى ئىشلەپچىقىرالايدۇ ھەمدە تەبىئىي بىئولوگىيىلىك ماتېرىياللارنىڭ قۇرۇلمىسىنى ئەڭ چوڭ دەرىجىدە تەقلىد قىلالايدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، بىئولوگىيىلىك قېلىپ يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا كاربونلاشتۇرۇش جەريانىدا يېرىلىشقا مايىل بولۇپ، بۇ تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنىڭ مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتىگە زور تەسىر كۆرسىتىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا، تەييارلانغان تۆشۈكلۈك كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنىڭ تۆشۈك قۇرۇلمىسى ئاساسلىقى بىئولوگىيىلىك قېلىپنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسىغا باغلىق بولۇپ، ئۇنىڭ لايىھەلىنىشى ناچار. بۇنىڭدىن باشقا، بۇ ئۇسۇلنىڭ يەنە بىر قىسىم كەمچىلىكلىرى بار، مەسىلەن SiC نىڭ ئايلاندۇرۇش ئۈنۈمى نىسبەتەن تۆۋەن، SiC رېئاكسىيە قەۋىتىنىڭ ئاسان چۈشۈپ كېتىشى ۋە ئۇزۇن تەييارلىق دەۋرىيلىكى.