1. Tuoterakenteet ja yhteistyösuunnittelu
1.1 Rakennevaiheiden luontaiset ominaisuudet
(Piinitridi- ja piikarbidikomposiittikeramiikka)
Piinitridi (Jos uuni N 4) ja piikarbidi (SiC) ovat molemmat kovalenttisesti sidottu, oksidittomat posliinit, jotka tunnetaan erinomaisesta tehokkuudestaan korkeissa lämpötiloissa, tuhoisa, ja mekaanisesti vaativia asetuksia.
Piinitridillä on vaikuttava murtumiskestävyys, lämpöiskun kestävyys, ja virumisvakaus sen ainutlaatuisen mikrorakenteensa ansiosta, joka koostuu pidennetystä β-Si kuudesta N neljästä rakeesta, jotka mahdollistavat murtuman taipumisen ja liitosjärjestelmät.
Se säilyttää sitkeyden suunnilleen 1400 °C ja sillä on suhteellisen alhainen lämpölaajenemiskerroin (~ 3.2 × 10 ⁻⁶/ K), lämpöjännityksen vähentäminen nopeiden lämpötilamuutosten aikana.
Toisaalta, piikarbidi käyttää ensiluokkaista lujuutta, lämmönjohtavuus (noin 120– 150 W/(m · K )yksinäisille kiteille), hapettumiskestävyys, ja kemiallinen inertisyys, joten se sopii erinomaisesti karkeisiin ja säteileviin lämpösovelluksiin.
Sen laaja bandgap (~ 3.3 eV 4H-SiC:lle) lisäksi antaa erinomaisen sähköeristyksen ja säteilynsietokyvyn, auttaa ydin- ja puolijohdeyhteyksissä.
Kun se on yhdistetty komposiittiin, nämä materiaalit käyttäytyvät vastaavasti: Si three N four parantaa kestävyyttä ja vahingoittaa kestävyyttä, kun taas SiC parantaa lämpökäsittelyä ja käyttökestävyyttä.
Tuloksena oleva risteytyskeramiikka saavuttaa tasapainon, jota ei saavuteta kummallakaan vaiheella yksinään, luodaan erittäin suorituskykyinen rakennetuote, joka on räätälöity äärimmäisiin käyttöolosuhteisiin.
1.2 Yhdistelmätyyli ja mikrorakennetekniikka
Si kuuden N 4 asettelu– Piikarbidiyhdisteet edellyttävät tarkan vaihekierron hallintaa, viljan morfologia, ja rajapintojen liittäminen yhteistyövaikutusten maksimoimiseksi.
Yleensä, SiC on otettu käyttöön suurena hiukkastukina (vaihtelevat submikronista 1 µm) Si 4 N4 -matriisin sisällä, vaikka toiminnallisesti mitoitettuja tai jaettuja arkkitehtuureja on myös löydetty erikoissovelluksiin.
Sintrauksen aikana– tyypillisesti kaasupainesintrauksella (YLEISLÄÄKÄRI) tai lämmintä työntämistä– SiC-bitit vaikuttavat β-Si:n kahden N neljän rakeen ydintymis- ja kehityskinetiikkaan, edistävät usein hienompia ja vielä johdonmukaisemmin suuntautuneita mikrorakenteita.
Tämä hienosäätö parantaa mekaanista homogeenisuutta ja minimoi vian koon, lisäämällä vahvuutta ja luotettavuutta.
Rajapintojen yhteensopivuus näiden kahden vaiheen välillä on tärkeää; johtuen siitä, että molemmat ovat kovalenttisia posliinia, joilla on samanlainen kristallografinen tasapaino ja lämpökehityskäyttäytyminen, ne luovat systemaattisia tai puoliyhtenäisiä rajoja, jotka kestävät erien irtoamista.
Lisäaineet, kuten yttria (Y ₂ O KOLME) ja alumiinioksidia (Al kaksi O 3) käytetään sintrausapuna mainostamassa Si 4 N 4:n nestefaasitiivistymistä vaarantamatta piikarbidin turvallisuutta.
Kuitenkin, liian monta lisävaihetta voi heikentää tehokkuutta korkeassa lämpötilassa, joten koostumus ja prosessointi on maksimoitava lasitettujen raerajojen elokuvien minimoimiseksi.
2. Käsittelytekniikat ja tiivistyshaasteet
( Piinitridi- ja piikarbidikomposiittikeramiikka)
2.1 Jauheen valmistelutyöt ja muotoilutekniikat
Korkealaatuinen Si Two N 4– Piikarbidikomposiitit alkavat ultrahienojen homogeenisella sekoituksella, erittäin puhtaita jauheita käyttämällä märkäpyöreää jauhatusta, hankausjyrsintä, tai ultraäänidispersio orgaaniseen tai nestemäiseen väliaineeseen.
Tasaisen hajonnan saavuttaminen on välttämätöntä piikarbidin klusterin välttämiseksi, joka voi toimia ahdistuksen keskittäjinä ja alentaa murtolujuutta.
Sideaineita ja dispergointiaineita käytetään tukemaan suspensioita muovausstrategioita, kuten liukuvalua varten, nauhan levittäminen, tai ruiskuvalu, riippuen halutusta elementin geometriasta.
Viherkappaleet kuivataan sen jälkeen huolellisesti ja irrotetaan orgaanisten aineiden poistamiseksi ennen sintrausta, prosessi, joka vaatii säädeltyä kodin lämmitysnopeutta halkeamisen tai vääntymisen estämiseksi.
Lähes verkkomuotoiseen valmistukseen, Lisääntymistekniikoita, kuten sideainesuihkutusta tai stereolitografiaa, on tulossa, mahdollistaa monimutkaiset geometriat, joita ei aikaisemmin ollut mahdollista saavuttaa perinteisellä keraamisella käsittelyllä.
Nämä tekniikat tarvitsevat räätälöityjä raaka-aineita, joilla on maksimoitu reologia ja ympäristöystävällinen sitkeys, usein polymeeriperäisiä posliinia tai valoherkkiä materiaaleja, jotka on pakattu komposiittijauheilla.
2.2 Sintrauslaitteet ja lavasuojaus
Sixin tiivistyminen N NELJÄ– SiC-komposiitit ovat haastavia kiinteän kovalenttisen sidoksen ja typen ja hiilen minimaalisen itsediffundoitumisen vuoksi hyödyllisillä lämpötiloilla.
Nestefaasisintraus harvinaisten maametallien tai alkalisten planeettojen oksideilla (esim., Y KAKSI VAI KUUSI, MgO) alentaa eutektista lämpötilatasoa ja tehostaa massan kulkeutumista ohimenevällä silikaattisulalla.
Kaasustressissä (yleensä 1– 10 MPa N ₂), tämä sula helpottaa uudelleenjärjestelyä, liuos-saostus, ja viimeinen tiivistys vähentäen samalla Si:n hajoamista neljä N NELJÄ.
SiC:n läsnäolo vaikuttaa nestefaasin viskositeettiin ja kostutukseen, mahdollisesti muuttuva jyvän kasvun anisotropia ja viimeinen ulkonäkö.
Sintrauksen jälkeiset lämpökäsittelyt voivat liittyä toistuvien amorfisten faasien muotoutumiseen raerajoilla, parantaa korkeiden lämpötilojen mekaanisia ominaisuuksia ja hapettumisenkestävyyttä.
Röntgendiffraktio (XRD) ja pyyhkäisyelektronimikroskooppi (MIKÄ) Niitä käytetään johdonmukaisesti vaiheen puhtauden vahvistamiseen, ei-toivottujen toisten vaiheiden puute (esim., Si kaksi N 2 O), ja yhtenäinen mikrorakenne.
3. Mekaaninen ja lämpötehokkuus erien alla
3.1 Kestävyys, Vahvuus, ja uupumusvastus
Jos uuni N 4– SiC-komposiiteilla on erinomainen mekaaninen suorituskyky verrattuna monoliittisiin posliinisiin, taivutuslujuudet ylittävät 800 MPa ja murtumiskestävyysarvot nousemassa arvoon 7– 9 MPa · m 1ST/².
SiC-fragmenttien vahvistava tulos haittaa väärän sijoituksen liikettä ja murtumien leviämistä, kun taas pitkänomainen Si kaksi N neljä raketta jää vahvistamaan ulosveto- ja liitoslaitteiden avulla.
Tämä kaksoiskarkaisumenetelmä tekee materiaalista erittäin kestävän iskuja, lämpöpyöräily, ja mekaaninen väsymys– elintärkeä ilmailu- ja voimajärjestelmien pyöriville elementeille ja rakennekomponenteille.
Virumisenkestävyys pysyy noin erinomaisena 1300 °C, johtuu kovalenttisen verkon vakaudesta ja heikentyneestä raerajojen liukumisesta, kun amorfisia faaseja lasketaan.
Kiinteysarvot vaihtelevat yleensä 16 kohtaan 19 GPa, tarjoaa erinomaisen kulumis- ja hajoamiskestävyyden hankaavissa ympäristöissä, kuten hiekkakuormitteisissa kiertokuluissa tai liukuissa.
3.2 Lämpöhallinto ja ympäristön kestävyys
SiC:n lisääminen nostaa huomattavasti komposiitin lämmönjohtavuutta, usein kaksinkertaistaa puhtaan Si kuusi N NELJÄ (joka vaihtelee välillä 15– 30 W/(m · K) )40 asti– 60 W/(m · K) riippuen SiC-verkkosisällöstä ja mikrorakenteesta.
Tämä tehostettu lämmönsiirtokapasiteetti mahdollistaa paljon luotettavamman lämmönhallinnan osissa, jotka paljastuvat voimakkaalle paikalliselle lämmitykselle, kuten polttovuoraukset tai plasmalle päin olevat komponentit.
Komposiitti säilyttää mittavarmuuden jyrkissä lämpögradienteissa, kestää lohkeilua ja murtumista yhteensopivan lämpökehityksen ja korkean lämpöshokkiparametrin seurauksena (R-arvo).
Hapettumiskestävyys on tärkeä lisäetu; SiC muodostaa suojaavan piidioksidin (SiO ₂) kerros altistuessaan hapelle korkeissa lämpötiloissa, mikä tiivistää entisestään ja turvaa pinta-alan ongelmia.
Tämä passiivinen kerros suojaa sekä SiC:tä että Si Three N 4:ää (joka lisäksi hapettuu Si02:ksi ja N2:ksi), takaavat pitkän kestävyyden ilmassa, raskasta höyryä, tai polttavassa ilmapiirissä.
4. Sovellukset ja tulevaisuuden tekniset liikeradat
4.1 Ilmailu, Energiaa, ja teollisuusjärjestelmät
Si Kaksi N NELJÄ– Piikarbidiyhdisteitä otetaan asteittain käyttöön seuraavan sukupolven kaasugeneraattoreissa, joissa ne sallivat korkeammat käyttölämpötilat, lisäsi polttoainetehokkuutta, ja jäähdytystarve on minimoitu.
Elementit, kuten tuuliturbiinin siivet, polttokammion vuoraukset, ja suuttimen ohjaussiivet hyötyvät tuotteen kyvystä kestää lämpöpyöräilyä ja mekaanista kuormitusta ilman merkittävää heikkenemistä.
Atomivoimaloissa, erityisesti korkean lämpötilan kaasujäähdytteiset reaktorit (HTGR:t), nämä komposiitit toimivat kaasupäällysteinä tai arkkitehtonisina tukina niiden neutronisäteilyn kestävyyden ja fissiokappaleen säilytyskyvyn ansiosta.
Teollisissa kokoonpanoissa, niitä käytetään nestemäisen teräksen käsittelyssä, uunin kalusteet, ja kulutusta kestävät suuttimet ja laakerit, jossa standardimetallit jäävät varmasti liian pian vajaaksi.
Niiden kevyt luonne (paksuus ~ 3.2 g/cm VIISI) tekee niistä myös houkuttelevia ilmailun propulsiokäyttöön ja yliääniautojen komponentteihin, jotka ovat alttiina ilmalämpölle.
4.2 Edistyksellinen tuotanto ja monitoiminen integrointi
Uusi tutkimus keskittyy kehittämään toiminnallisesti luokiteltuja Si kuusi N NELJÄ– SiC-kehykset, joissa rakenne eroaa spatiaalisesti lämmön parantamiseksi, mekaaninen, tai sähkömagneettisia asuinkiinteistöjä yhdessä elementissä.
Risteytysjärjestelmät, mukaan lukien CMC (keraaminen matriisikomposiitti) kuituvahvisteiset arkkitehtuurit (esim., SiC_f/SiC– Si Viisi N 4) paina vaurionsietokyvyn ja rasitusta epäonnistumiseen rajoja.
Näiden yhdisteiden lisätuotanto mahdollistaa topologiaan optimoidut lämmönvaihtimet, mikroreaktorit, ja regeneratiiviset ilmastointikanavat, joiden sisäinen ristikkorakenne ei ole saavutettavissa koneistuksen avulla.
Lisäksi, niiden perustavanlaatuiset dielektriset rakennukset ja lämpöturva tekevät niistä ehdokkaita tutkan läpinäkyviin suojakupuihin ja antenni-kotiikkunoihin nopeilla alustoilla.
Tarve kasvaa tuotteille, jotka kestävät luotettavasti äärimmäisiä lämpömekaanisia kuormituksia, Jos uuni N 4– Piikarbidiyhdisteet edustavat kriittistä edistystä keramiikkatekniikassa, tehokkuuden ja toimivuuden yhdistäminen yhdessä, kestävä alusta.
Lopuksi, piinitridi– piikarbidikomposiittikeramiikka esittelee materiaalien voimaa suunnittelun mukaan, hyödyntäen kestävyyttä 2 innovatiivisia posliinituotteita hybridijärjestelmän tuottamiseksi, joka pystyy kasvamaan ankarimmissa toiminnallisissa ympäristöissä.
Heidän jatkuvalla edistymisellään on varmasti tärkein tehtävä ennen puhdasta voimaa, ilmailu, ja kaupallinen moderni teknologia 2000-luvulla.
5. Myyjä
TRUNNANO on pallomaisen volframijauheen toimittaja yli 12 vuosien kokemus nanorakennusten energiansäästöstä ja nanoteknologian kehittämisestä. Se hyväksyy maksun luottokortilla, T/T, West Union ja Paypal. Trunnano toimittaa tavarat asiakkaille ulkomaille FedExin kautta, DHL, ilmalla, tai meritse. Jos haluat tietää lisää Spherical Tungsten Powderista, ota rohkeasti yhteyttä ja lähetä kysely.
Tunnisteet: Piinitridi- ja piikarbidikomposiittikeramiikka, Si3N4 ja SiC, edistynyt keramiikka
Kaikki artikkelit ja kuvat ovat Internetistä. Jos on tekijänoikeusongelmia, ota meihin yhteyttä ajoissa poistaaksesi.
Kysy meiltä