1. Məhsul strukturları və əməkdaşlıq dizaynı
1.1 Təsisedici Fazaların Daxili Keyfiyyətləri
(Silikon nitrid və silisium karbid kompozit keramika)
Silikon nitrit (Əgər soba N ₄) və silisium karbid (SiC) hər ikisi kovalent bağlıdır, yüksək temperaturda yüksək effektivliyi ilə tanınan oksid olmayan çinilər, dağıdıcı, və mexaniki parametrlər tələb edir.
Silikon nitrid təsirli qırılma davamlılığı nümayiş etdirir, termal şok müqaviməti, və sınıq əyilmə və birləşdirici sistemlərə imkan verən genişləndirilmiş β-Si altı N dörd taxıldan ibarət unikal mikro strukturu sayəsində sürünmə sabitliyi.
Sərtliyi təxminən saxlayır 1400 ° C və nisbətən aşağı istilik genişlənmə əmsalına malikdir (~ 3.2 × 10 ⁻⁶/ K), sürətli temperatur dəyişiklikləri zamanı termal gərginliyin azaldılması.
Digər tərəfdən, silisium karbid yüksək möhkəmlikdən istifadə edir, istilik keçiriciliyi (təxminən 120– 150 W/(m · K )tək kristallar üçün), oksidləşmə müqaviməti, və kimyəvi inertlik, kobud və radiasiyalı isti dissipasiya tətbiqləri üçün əla hala gətirir.
Onun geniş diapazonu (~ 3.3 4H-SiC üçün eV) əlavə olaraq əla elektrik izolyasiyası və radiasiya tolerantlığı verir, nüvə və yarımkeçirici kontekstlərdə faydalıdır.
Kompozitə daxil edildikdə, bu materiallar müvafiq davranışları nümayiş etdirir: Si üç N dörd dayanıqlığı artırır və müqaviməti zədələyir, SiC isə termal idarəetmə və istifadə müqavimətini artırır.
Nəticədə çapraz cins keramika hər iki mərhələdə əldə edilə bilməyən bir tarazlıq əldə edir, ekstremal xidmət şəraiti üçün uyğunlaşdırılmış yüksək performanslı struktur məhsulun yaradılması.
1.2 Mürəkkəb üslub və mikrostruktur mühəndisliyi
Si six N ₄ planı– SiC birləşmələri mərhələ dövriyyəsi üzərində dəqiq nəzarəti tələb edir, taxıl morfologiyası, və əməkdaşlıq təsirlərini maksimum dərəcədə artırmaq üçün interfasial birləşmə.
Ümumiyyətlə, SiC böyük hissəcik dəstəyi kimi təqdim olunur (submikrondan tutmuşdur 1 µm) Si dörd N ₄ matrisi daxilində, Baxmayaraq ki, funksional olaraq qiymətləndirilmiş və ya bölünmüş arxitekturalar xüsusi tətbiqlər üçün də aşkar edilmişdir.
Sinterləmə zamanı– adətən qaz təzyiqli sinterləmə yolu ilə (ÜMUMİ PREKTİTRİT) və ya isti itələmə– SiC bitləri β-Si iki N dörd taxılın nüvələşmə və inkişaf kinetikasına təsir göstərir, tez-tez daha incə və daha ardıcıl yönümlü mikro strukturları təşviq edir.
Bu zəriflik mexaniki homojenliyi yaxşılaşdırır və qüsur ölçüsünü minimuma endirir, daha yaxşı güc və etibarlılıq əlavə edir.
İki mərhələ arasında interfeys uyğunluğu vacibdir; hər ikisinin eyni kristalloqrafik tarazlığa və istilik inkişaf davranışına malik kovalent çini olması səbəbindən, onlar lotlar altında qopmağa tab gətirən sistematik və ya yarı əlaqəli sərhədlər yaradırlar.
Ytria kimi əlavələr (Y ₂ O ÜÇ) və alüminium oksidi (Al iki O ₃) SiC-nin təhlükəsizliyinə xələl gətirmədən Si four N ₄-nin maye fazalı sıxlığını reklam etmək üçün sinterləmə yardımı kimi istifadə olunur..
Lakin, həddindən artıq əlavə mərhələlər yüksək temperaturun səmərəliliyini pisləşdirə bilər, beləliklə, şirli taxıl sərhəd filmlərini minimuma endirmək üçün kompozisiya və emal maksimuma çatdırılmalıdır.
2. Emal Texnikaları və Sıxlaşdırma Problemləri
( Silikon nitrid və silisium karbid kompozit keramika)
2.1 Pudra Hazırlama İşi və Forma Vermə Texnikaları
Yüksək dərəcəli Si Two N ₄– SiC kompozitləri ultra incə materialın homojen qarışdırılması ilə başlayır, yaş dəyirmi frezeleme istifadə edərək yüksək təmizlik tozları, aşınma frezeleme, və ya üzvi və ya maye mühitdə ultrasəs dispersiyası.
SiC çoxluğunun qarşısını almaq üçün ardıcıl dispersiyaya nail olmaq vacibdir, narahatlıq konsentratorları və aşağı sınıq gücü kimi fəaliyyət göstərə bilər.
Bağlayıcılar və dispersantlar, sürüşmə tökmə kimi strategiyaların formalaşdırılması üçün süspansiyonları dəstəkləməyə kömək edir., lentin yayılması, və ya qəlibləmə, istədiyiniz element həndəsəsindən asılı olaraq.
Yaşıl cisimlər bundan sonra diqqətlə qurudulur və sinterləmədən əvvəl üzvi maddələri çıxarmaq üçün ayrılır, parçalanmanın və ya əyilmənin qarşısını almaq üçün tənzimlənən ev istilik dərəcələrinə ehtiyacı olan bir proses.
Şəbəkəyə yaxın istehsal üçün, bağlayıcı püskürtmə və ya stereolitoqrafiya kimi əlavə üsullar ortaya çıxır, ənənəvi keramika emalı ilə əvvəllər əlçatmaz olan mürəkkəb həndəsələri mümkün edir.
Bu texnikalar maksimum reoloji və ekoloji cəhətdən təmiz möhkəmliyə malik fərdiləşdirilmiş xammal ehtiyatlarına ehtiyac duyur, tez-tez kompozit tozlarla qablaşdırılan polimer törəmə çini və ya işığa həssas materiallardan ibarət.
2.2 Sinterləmə Cihazları və Mərhələ Təhlükəsizliyi
Six Six N FOUR-un sıxlaşdırılması– SiC kompozitləri bərk kovalent bağlanma və faydalı temperatur səviyyələrində azot və karbonun minimal öz-özünə diffuziyası səbəbindən çətin olur..
Nadir torpaq və ya qələvi planet oksidlərindən istifadə edərək maye fazalı sinterləmə (məs., Y İKİ O ALTI, MgO) evtektik temperatur səviyyəsini azaldır və keçici silikat əriməsi ilə kütləvi nəqli gücləndirir.
Qaz stressi altında (adətən 1– 10 MPa N ₂), bu ərimə yenidən təşkili asanlaşdırır, məhlul-çökmə, və Si four N FOUR-un parçalanmasını azaltmaqla sonuncu sıxlaşma.
SiC-nin olması maye fazanın özlülüyünə və nəmləndirilməsinə təsir göstərir, taxıl artımı anizotropiyasını və son görünüşünü dəyişə bilər.
Sinterləmə sonrası istilik müalicəsi taxıl sərhədlərində təkrarlanan amorf fazaların formalaşdırılması ilə əlaqəli ola bilər., yüksək temperaturun mexaniki xüsusiyyətlərini və oksidləşmə müqavimətini artırır.
X-şüalarının difraksiyası (XRD) və skan edən elektron mikroskopiya (HANSI) mərhələ təmizliyini təsdiqləmək üçün ardıcıl olaraq istifadə olunur, arzuolunmaz ikinci mərhələlərin olmaması (məs., Si iki N İKİ O), və vahid mikrostruktur.
3. Lotlar üzrə Mexaniki və Termal Səmərəlilik
3.1 Dözümlülük, Güc, və Tükənmə Müqaviməti
Əgər soba N ₄– SiC kompozitləri monolit çinilərdən fərqli olaraq üstün mexaniki performans göstərir, əyilmə gücləri ilə 800 MPa və qırılmaya davamlılıq dəyərləri 7-ə çatır– 9 MPa · m 1ST/ ².
SiC fraqmentlərinin gücləndirici nəticəsi yanlış yerləşdirmə hərəkətinə və qırıqların yayılmasına mane olur, uzanan Si iki N dörd taxıl isə çəkilmə və birləşdirici qurğular vasitəsilə möhkəmlənməni təmin etmək üçün qalır.
Bu ikiqat sərtləşdirmə yanaşması materialın təsirə qarşı son dərəcə davamlı olmasına səbəb olur, termal velosiped, və mexaniki yorğunluq– aerokosmik və enerji sistemlərində fırlanan elementlər və struktur komponentlər üçün həyati əhəmiyyət kəsb edir.
Sürünmə müqaviməti təxminən üstün olaraq qalır 1300 ° C, kovalent şəbəkənin sabitliyi və amorf fazalar aşağı salındıqda taxıl sərhədinin sürüşməsinin azalması ilə əlaqələndirilir..
Möhkəmlik dəyərləri ümumiyyətlə arasında dəyişir 16 üçün 19 GPa, qum yüklü sirkulyasiyalar və ya sürüşmə çağırışları kimi aşındırıcı mühitlərdə əla aşınma və parçalanma müqavimətini təmin edir.
3.2 Termal İdarəetmə və Ətraf Mühit Dayanıqlığı
SiC-nin əlavə edilməsi kompozitin istilik keçiriciliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır, tez-tez təmiz Si altı N DÖRT ikiqat (15-dən dəyişir– 30 W/(m · K) )40-a qədər– 60 W/(m · K) SiC veb məzmunundan və mikrostrukturundan asılı olaraq.
Bu gücləndirilmiş isti ötürmə qabiliyyəti intensiv lokallaşdırılmış isitmə üçün aşkar edilən hissələrdə daha etibarlı istilik idarəetməsinə imkan verir., yanma laynerləri və ya plazma ilə üzbəüz komponentlər kimi.
Kompozit dik termal gradientlər altında ölçü təhlükəsizliyini qoruyur, uyğun istilik inkişafı və yüksək termal şok parametri nəticəsində çatlama və qırılmalara qarşı dayanma (R-dəyəri).
Oksidləşmə müqaviməti əlavə mühüm üstünlükdür; SiC qoruyucu silisium əmələ gətirir (SiO ₂) yüksək temperaturda oksigenə məruz qaldıqda təbəqə, bu daha da sıxlaşdırır və səth sahəsi məsələlərini təmin edir.
Bu passiv təbəqə həm SiC, həm də Si Three N₄ qoruyur (əlavə olaraq SiO ₂ və N ₂-ə oksidləşir), havada uzunmüddətli dayanıqlığın təmin edilməsi, ağır buxar, və ya yanan atmosferlər.
4. Tətbiqlər və Gələcək Texniki Trayektoriyalar
4.1 Aerokosmik, Enerji, və Sənaye Sistemləri
Si İki N DÖRD– SiC birləşmələri tədricən yeni nəsil qaz generatorlarında tətbiq olunur, daha yüksək işləmə temperaturlarına imkan verən yerlərdə, yanacaq səmərəliliyini artırdı, və minimuma endirilmiş soyutma tələbləri.
Külək turbininin bıçaqları kimi elementlər, yanma laynerləri, və nozzle bələdçi qanadları məhsulun termal velosiped sürməyə və mexaniki yüklənməyə əhəmiyyətli dərəcədə zərər vermədən dözmək qabiliyyətindən əldə edir..
Atom elektrik stansiyalarında, xüsusilə yüksək temperaturlu qazla soyudulan reaktorlar (HTGRs), bu kompozitlər neytron şüalanma müqavimətinə və parçalanma elementini saxlama qabiliyyətinə görə qaz örtüyü və ya memarlıq dayağı kimi çıxış edir..
Sənaye qurğularında, mayeləşdirilmiş poladla işləmək üçün istifadə olunur, soba mebeli, və aşınmaya davamlı nozzler və podşipniklər, burada standart metallar çox tezliklə qısalacaq.
Onların yüngül təbiəti (qalınlığı ~ 3.2 q/sm BEŞ) həm də onları aerokosmik hərəkət və aerotermik qızdırılan hipersonik avtomobil komponentləri üçün cəlbedici edir..
4.2 Qabaqcıl istehsal və çoxfunksiyalı inteqrasiya
İnkişaf etməkdə olan tədqiqat funksional olaraq qiymətləndirilmiş Si altı N DÖRDÜ inkişaf etdirməyə yönəlmişdir– SiC çərçivələri, İstiliyi artırmaq üçün strukturun məkan baxımından fərqləndiyi, mexaniki, və ya bir element boyunca elektro-maqnit yaşayış xüsusiyyətləri.
CMC daxil olmaqla çarpaz sistemlər (keramika matrisli kompozit) lif möhkəmləndirilməsi ilə arxitekturalar (məs., SiC_f/ SiC– Si Beş N ₄) zərər tolerantlıq və gərginlik-to-uğursuzluq sərhədləri basın.
Bu birləşmələrin əlavə istehsalı topologiyaya uyğun optimallaşdırılmış istilik dəyişdiricilərinə imkan verir, mikroreaktorlar, və emal yolu ilə əldə edilə bilməyən daxili qəfəs quruluşlu regenerativ kondisioner kanalları.
Bundan əlavə, onların əsas dielektrik binaları və istilik təhlükəsizliyi onları yüksək sürətli platformalarda radar-şəffaf radomlar və anten ev pəncərələri üçün namizəd edir..
Həddindən artıq termomexaniki yüklər altında etibarlı şəkildə həyata keçirən məhsullara ehtiyac artdıqca, Əgər soba N ₄– SiC birləşmələri keramika mühəndisliyində kritik bir irəliləyiş üçün dayanır, effektivliyi funksionallıqla birləşdirir, davamlı platforma.
Yekun olaraq, silisium nitridi– silisium karbid kompozit keramika materialların gücünü nümayiş etdirir, dözümlülüyündən istifadə etməklə 2 Ən ağır funksional atmosferlərdə böyümək qabiliyyətinə malik hibrid sistem istehsal etmək üçün innovativ çinilər.
Onların davamlı inkişafı, şübhəsiz ki, vaxtından əvvəl təmiz gücdə əsas funksiyanı yerinə yetirəcəkdir, aerokosmik, və 21-ci əsrdə kommersiya müasir texnologiyaları.
5. Satıcı
TRUNNANO artıq ilə Sferik Volfram Pudrası tədarükçüsüdür 12 nano-tikinti enerjisinə qənaət və nanotexnologiyanın inkişafı sahəsində illik təcrübə. Kredit kartı ilə ödənişi qəbul edir, T/T, West Union və Paypal. Trunnano malları FedEx vasitəsilə xaricdəki müştərilərə göndərəcək, DHL, hava ilə, və ya dəniz yolu ilə. Sferik Tungsten Pudrası haqqında daha çox bilmək istəyirsinizsə, zəhmət olmasa bizimlə əlaqə saxlayın və sorğu göndərin.
Teqlər: Silikon nitrid və silisium karbid kompozit keramika, Si3N4 və SiC, qabaqcıl keramika
Bütün məqalələr və şəkillər internetdəndir. Müəllif hüququ ilə bağlı hər hansı problem varsa, silmək üçün vaxtında bizimlə əlaqə saxlayın.
Bizi sorğulayın