1. Structar Crystal agus Polytypism de Silicon Carbide
1.1 Polytypes ciùbach agus sia-thaobhach: Bho 3C gu 6H agus san àm a dh'fhalbh
(Ceirmeachd Silicon Carbide)
Silicon carbide (SiC) Is e ceirmeag a tha air a leantainn le covalently a tha air a dhèanamh suas de silicon agus atoman gualain a chaidh a stèidheachadh ann an sychronachadh tetrahedral, cruthachadh aon de na siostaman polytypism as iom-fhillte ann an saidheans stuthan.
Eu-coltach ri mòran de chrèadha le frèam criostail aonranach seasmhach, Tha SiC ann an còrr 250 polytypes ainmeil– sreathan càrn sònraichte de dhà-thaobhach Si-C làn phasgan air feadh an axis-c– eadar-dhealaichte bho ciùbach 3C-SiC (cuideachd air ainmeachadh mar β-SiC) gu sia-thaobhach 6H-SiC agus rhombohedral 15R-SiC.
Is e aon de na polytypes as àbhaistiche a thathas a’ cleachdadh ann an tagraidhean dealbhaidh 3C (ciùbach), 4Tha H, agus 6H (an dà chuid sia-thaobhach), gach fear a’ sealltainn beagan diofar structaran còmhlain dealanach agus giùlan teirmeach.
3C-SiC, leis an fhrèam measgachadh sinc aige, aig a bheil am bann-leathann as cumhainge (~ 2.3 eV) agus mar as trice tha e air a leudachadh air substrates silicon airson innealan semiconductor, fhad ‘s a tha 4H-SiC a’ toirt seachad sùbailteachd dealanach iongantach agus tha e fàbharach airson innealan dealanach àrd-chumhachd.
Ceangal cruaidh covalent agus nàdar stiùiridh an Si– Tha ceangal C a’ toirt seachad seasmhachd air leth, tèarainteachd teirmeach, agus an aghaidh sleamhnachadh agus ionnsaigh cheimigeach, a’ dèanamh SiC air leth freagarrach airson fìor thagraidhean àrainneachd.
1.2 Cùisean, Dopadh, agus Àite-còmhnaidh Didseatach
A dh'aindeoin cho iom-fhillte 'sa tha an structar, Faodar SiC a dhopadh gus an dà chuid giùlan seòrsa n agus seòrsa p a choileanadh, a 'ceadachadh a chleachdadh ann an innealan semiconductor.
Bidh nitrogen agus fosfair a’ frithealadh mar stuthan truaillidh, toirt a-steach dealanan dìreach a-steach don chòmhlan tar-chuir, fhad ‘s a tha cuideam aotrom alùmanum agus boron ag obair mar luchd-gabhail, a’ dèanamh tuill anns a’ chòmhlan valence.
A dh'aindeoin sin, Tha èifeachdas dopaidh seòrsa-p air a chuingealachadh le cumhachdan gnìomhachaidh àrd, gu sònraichte ann an 4H-SiC, a tha nan cnapan-starra airson cruth inneal bipolar.
Duilgheadasan dùthchasach leithid misplacements sgriubha, meanbh-phìoban, agus faodaidh mearachdan càrnadh coileanadh innealan a lagachadh le bhith ag obair mar ghoireasan ath-mheasgachaidh no cùrsaichean aodion, ag iarraidh leasachadh aon-criostail den chiad ìre airson tagraidhean dealanach.
Am bann-leathann mòr (2.3– 3.3 eV a rèir polytype), raon dealain le teip àrd (~ 3 MV/cm), agus giùlan teirmeach sàr-mhath (~3– 4 W/m · K airson 4H-SiC) dèanamh SiC fada nas fheàrr na sileaconach ann an teodhachd àrd, àrd-bholtaids, agus electronics cumhachd àrd-tricead.
2. Làimhseachadh agus Dealbhadh Microstructural
( Ceirmeachd Silicon Carbide)
2.1 Teicneòlasan sintering agus dùmhlachd
Tha silicon carbide gu nàdarrach duilich a dhùmhlachadh air sgàth a cheangal làidir covalent agus nas lugha de cho-èifeachdan fèin-sgaoilidh, feumach air dòighean giullachd ùr-ghnàthach gus làn dùmhlachd fhaighinn às aonais stuthan cur-ris no le glè bheag de chuideachadh sintering.
Tha e comasach sintering gun chuideam de phùdar submicron SiC le àrdachadh boron agus gualain, a bhrosnaicheas dùmhlachd le bhith a’ cur às do fhillidhean ogsaid agus ag àrdachadh sgaoileadh stàite cruaidh.
Bidh putadh blàth a’ cur cuideam uniaxial an sàs rè teasachadh dachaigh, a 'ceadachadh làn dùmhlachd aig ìrean teodhachd nas ìsle (~ 1800– 2000 °C )agus a' gineadh grinn, co-phàirtean àrd-neart a tha air leth freagarrach airson innealan lughdachadh agus cuir air pàirtean.
Airson cumaidhean mòra no iom-fhillte, Tha ceangal freagairt air a chleachdadh, far a bheilear a’ dol a-steach do ro-chruthan carboin porous le sileacain leaghte aig ~ 1600 °C, cruthachadh β-SiC in situ le crìonadh beag air bheag.
A dh'aindeoin sin, sileaconach gun chosgais air fhàgail (~5– 10%) fhathast anns a’ mhicro-structar, a 'cuingealachadh èifeachdas àrd-teòthachd agus strì an aghaidh oxidation gu h-àrd 1300 °C.
2.2 Riochdachadh Additive agus Saothrachadh faisg air Cruth-Net
Ùrachaidhean gnàthach ann an saothrachadh stuthan cur-ris (AM), gu sònraichte jetting ceangail agus stereolithography a’ cleachdadh pùdar SiC no polymers preceramic, leigeil le geoimeatraidh toinnte a chruthachadh nach gabhadh a choileanadh roimhe le dòighean-obrach àbhaisteach.
Ann an ceirmeag stèidhichte air polymer (PDC) slighean, bidh ro-ruitheadairean SiC fluid air an cruthachadh tro chlò-bhualadh 3D agus an uairsin air am pyrolyzed aig teas gus SiC amorphous no nanocrystalline a thoirt gu buil, mar as trice feumach air barrachd dùmhlachd.
Bidh na dòighean sin a’ lughdachadh prìsean innealachaidh agus sgudal toraidh, a’ dèanamh SiC tòrr a bharrachd ri fhaighinn airson aerospace, niuclasach, agus tagraidhean iomlaidear blàth far a bheil dealbhadh iom-fhillte a’ cur ri èifeachdas.
Gnìomhan iar-ghiollachd leithid in-shìoladh bhalbhaichean ceimigeach (CVI) no sileaconach siùbhlach (LSI) uaireannan air an cleachdadh gus dùmhlachd agus seasmhachd meacanaigeach a leasachadh.
3. Meacanaigeach, Teirmeach, agus Èifeachdas Àrainneachdail
3.1 Neart, cruas, agus Cleachdadh Resistance
Tha silicon carbide am measg nan toraidhean as cruaidhe aithnichte, le daingneachd Mohs de ~ 9.5 agus daingneachd Vickers a’ dol thairis air 25 Ìre puing cuibheasach, ga dhèanamh gu math dìonach bho sgrìobadh, eas-aontachadh, agus sgrìobadh.
Tha an neart sùbailte aige mar as trice a’ dol bho 300 gu 600 MPa, an crochadh air dòigh-obrach giollachd agus meud gràn, agus tha e a 'cumail cruas aig teòthachd suas gu 1400 ° C ann an àrainneachdan inert.
Neart briste, fhad 'sa tha e modhail (~3– 4 MPa · m 1ST/ DÀ), Tha e gu leòr airson iomadh cleachdadh ailtireachd, gu sònraichte nuair a thèid amalachadh le taic snàithleach ann an stuthan ceimigeach matrix (CMCan).
Bithear a’ cleachdadh CMCan stèidhichte air SiC ann an lannan roth-uidheam, lìnigeadh combustor, agus siostaman breic, far a bheil iad a 'toirt seachad sàbhalaidhean cosgais cuideam, èifeachdas gas, agus beatha seirbheis fada thairis air co-ionann meatailteach.
Tha an aghaidh caitheamh sònraichte aige a’ dèanamh SiC foirfe airson ròin, giùlan, eileamaidean pumpa, agus sgiath ballistic, far a bheil seasmhachd fo fhìor luchdachadh meacanaigeach deatamach.
3.2 Giùlan teirmeach agus tèarainteachd oxidation
Is e aon de na togalaichean còmhnaidh no malairteach as fheumaile aig SiC an giùlan teirmeach àrd aige– mu thimcheall 490 W/m · K airson aon chriostal 4H-SiC agus ~ 30– 120 W/m · K airson seòrsaichean polycrystalline– a’ dol nas fhaide na tòrr mheatailtean agus ga dhèanamh comasach sgaoileadh teas èifeachdach.
Tha an togalach còmhnaidh seo cudromach ann an electronics cumhachd, far a bheil innealan SiC a’ gineadh mòran nas lugha de theas sgudail agus faodaidh iad ruith aig dùmhlachd cumhachd nas motha na innealan stèidhichte air silicon.
Aig ìrean teòthachd àrdaichte ann an àrainneachdan oxidizing, Bidh SiC a’ cruthachadh silica dìon (SiO ₂) còmhdach a tha a 'lùghdachadh oxidation a bharrachd, a’ tabhann seasmhachd eag-eòlasach math cho mòr ri ~ 1600 °C.
A dh'aindeoin sin, ann an àileachdan làn uisge, faodaidh an ìre seo atharrachadh mar Si(OH)₄, mar thoradh air crìonadh luathaichte– prìomh dhùbhlan ann an cleachdadh roth-uidheam gas.
4. Cleachdaidhean adhartach ann an lùth, Innealan dealanach, agus Aerospace
4.1 Innealan cumhachd dealanach agus innealan semiconductor
Tha silicon carbide air electronics cumhachd atharrachadh le bhith ga dhèanamh comasach innealan leithid Schottky diodes, MOSFETan, agus JFETs a tha ag obair aig bholtaids nas àirde, tricead, agus teòthachd na co-fhreagairt silicon.
Bidh na h-innealan sin a’ lughdachadh call lùtha ann an carbadan dealain, inverters lùth ath-nuadhachail, agus draibhearan motair dealain malairteach, a’ cur ri àrdachadh èifeachdas cumhachd cruinneil.
An comas ruith aig ìrean teòthachd snaim thairis 200 Tha ° C a’ ceadachadh siostaman fuarachaidh sgiobalta agus earbsachd siostam àrdaichte.
A bharrachd air sin, Bithear a’ cleachdadh wafers SiC mar fho-stratan airson gallium nitride (GaN) epitaxy ann an transistors àrd-eileagtronaigeach (HEMTan), ag amalachadh buannachdan an dà chuid semiconductors bann-leathann.
4.2 Niùclasach, Aerospace, agus Innealan Optigeach
Ann an ionadan cumhachd atamach, Tha SiC na phrìomh eileamaid de chòmhdach connaidh a tha fulang le tubaist, far a bheil a chrois-earrann nas lugha de sùghadh neutron, strì an aghaidh rèididheachd, agus àrd-teòthachd cruas a 'leasachadh sàbhailteachd agus tèarainteachd agus èifeachdas.
Ann an aerospace, Bithear a’ cleachdadh co-phàirtean neartaichte le fiber SiC ann an einnseanan jet agus càraichean hypersonic airson an seasmhachd aotrom agus teirmeach..
A bharrachd air sin, Bithear a’ cleachdadh sgàthanan SiC ultra-rèidh ro theileasgopan mar thoradh air a’ cho-roinn àrd stiffness-gu-dùmhlachd aca, seasmhachd teirmeach, agus comasachd gu garbh fo-nanometer.
Ann an geàrr-chunntas, Tha ceirmeag carbide silicon na sheasamh airson clach-iuchrach de stuthan adhartach an latha an-diugh, a’ cothlamadh meacanaigeach air leth, teirmeach, agus feartan didseatach.
Le smachd sònraichte air polytype, meanbh-structar, agus làimhseachadh, Tha SiC fhathast gus innleachdan teicneòlais ann an cumhachd a chomasachadh, còmhdhail, agus innleadaireachd suidheachadh fìor.
5. Solaraiche
Tha TRUNANO na sholaraiche de Phùdar Tungsten Spherical le còrr 12 bliadhnaichean de eòlas ann an glèidhteachas lùth nano-thogail agus leasachadh nanoteicneòlas. Gabhaidh e ri pàigheadh tro chairt creideas, T/T, West Union agus Paypal. Cuiridh Trunnano am bathar gu luchd-ceannach thall thairis tro FedEx, DHL, le adhair, no air muir. Ma tha thu airson tuilleadh fhaighinn a-mach mu Phùdar Tungsten Spherical, na bi leisg fios a chuir thugainn agus fios a chuir thugainn([email protected]).
Tagaichean: ceirmeag silicon carbide,stuthan ceirmeag silicon carbide, ceramic gnìomhachas
Tha a h-uile artaigil agus dealbh bhon eadar-lìn. Ma tha cùisean dlighe-sgrìobhaidh sam bith ann, feuch an cuir thu fios thugainn ann an àm airson cuir às.
Faighnich dhuinn