1. Nā Hoʻolālā Huahana a me ka Hoʻolālā Hui
1.1 ʻO nā hiʻohiʻona koʻikoʻi o nā pae kumu
(Silicon nitride a me ka silicon carbide composite ceramic)
Silicon nitride (Inā ʻo ka umu N ₄) a me ka carbide silika (SiC) ua paʻa like lāua, ʻO nā porcelains non-oxide i kaulana no ko lākou kūlana maikaʻi loa i ka wela kiʻekiʻe, mea luku, a me nā hoʻonohonoho pono mechanically.
Hōʻike ʻo Silicon nitride i ka paʻa paʻa ʻana, pale ʻana i ka haʻalulu wela, a me ke kūpaʻa kolo ma muli o kāna microstructure kūʻokoʻa i haku ʻia me ka β-Si ʻeono N ʻehā mau hua e hiki ai i ka haʻihaʻi deflection a me nā ʻōnaehana pili..
Mālama ʻo ia i ka paʻakikī 1400 ° C a loaʻa iā ia kahi koena hoʻonui wela haʻahaʻa (~ 3.2 × 10 ⁻⁶/ K), e hoemi ana i ka wela ma ka hoololi ana i ka wela.
Ma ka lima ʻē aʻe, Hoʻohana ka silika carbide i ka paʻa paʻa, ka hoʻoheheʻe wela (ma kahi o 120– 150 W/(m · K )no nā kristal mehameha), pale ʻana i ka oxidation, a me ka inertness kemika, e hana maikaʻi ana no nā noi hoʻoheheʻe wela a me ka radiative.
ʻO kona pūhaka nui (~ 3.3 eV no 4H-SiC) Hāʻawi pū kekahi i ka insulation uila maikaʻi loa a me ka hoʻomanawanui radiation, kōkua i nā pōʻaiapili nuklea a me semiconductor.
Ke hoʻokomo ʻia i loko o kahi hui, hōʻike kēia mau mea i nā ʻano like: Hoʻomaikaʻi ʻo Si ʻekolu N ʻehā i ka lōʻihi a hoʻopau i ke kūpaʻa, ʻoiai ʻo SiC e hoʻonui i ka hoʻokele wela a hoʻohana i ke kū'ē.
Loaʻa i ka hopena crossbreed ceramic kahi kaulike hiki ʻole ke loaʻa i kēlā me kēia pae wale nō, ka hana ʻana i kahi huahana hoʻolālā hana kiʻekiʻe i hoʻohālikelike ʻia no nā kūlana lawelawe koʻikoʻi.
1.2 Kāhua Hui a me Microstructural Engineering
ʻO ka hoʻolālā o Si ʻeono N ₄– Loaʻa i nā pūhui SiC ka mana pololei ma luna o ke kaʻina hana, morphology palaoa, a me ka hoʻopaʻa ʻana i waena o ka ʻaoʻao e hoʻonui i nā hopena hana.
ʻO ka maʻamau, Hoʻokomo ʻia ʻo SiC ma ke ʻano he kākoʻo ʻāpana nui (mai ka submicron a hiki i 1 µm) i loko o kahi mākona Si ʻehā N ₄, ʻoiai ua ʻike ʻia nā hale hana i helu ʻia a ʻokiʻoki ʻia no nā noi kūikawā.
I ka wā o ka sintering– maʻamau ma ke kinoea-press sintering (HANA HANA) a i ʻole ka hoʻokuke pumehana– Hoʻopili nā ʻāpana SiC i ka nucleation a me ka hoʻomohala ʻana i nā kinetics o β-Si ʻelua N ʻehā mau kīʻaha, hoʻolaha pinepine i nā microstructure ʻoi aku ka maikaʻi.
Hoʻomaikaʻi kēia hoʻomaʻemaʻe i ka homogeneity mechanical a hōʻemi i ka nui defect, e hoʻonui i ka ikaika a me ka hilinaʻi.
He mea koʻikoʻi ka launa pū ʻana ma waena o nā pae ʻelua; ma muli o ka ʻoiaʻiʻo he mau porcelains covalent me ke kaulike crystallographic like a me ke ʻano hoʻomohala wela, hana lākou i nā palena ʻōnaehana a i ʻole semi-coherent e kū i ka debonding ma lalo o ka hailona.
Nā mea hoʻohui e like me yttria (Y ₂ O EKOLU) a me ka alumina (Al elua O ₃) hoʻohana ʻia ma ke ʻano he kōkua sintering e hoʻolaha i ka hoʻopaʻapaʻa wai-phase densification o Si ʻehā N ₄ me ka ʻole o ka hoʻopale ʻana i ka palekana o SiC.
Eia naʻe, hiki i nā ʻanuʻu ʻē aʻe ke hōʻemi i ka maikaʻi o ka wela kiʻekiʻe, no laila pono e hoʻonui ʻia ka haku mele ʻana a me ka hana ʻana i mea e hōʻemi ai i nā kiʻi ʻoniʻoni ʻoniʻoni.
2. Nā ʻenehana hana a me nā pilikia Densification
( Silicon nitride a me ka silicon carbide composite ceramic)
2.1 ʻO ka hana hoʻomākaukau ʻana i ka pauda a me nā ʻenehana hoʻohua
Kiʻekiʻe Si ʻElua N ₄– Hoʻomaka ka hui ʻana o SiC me ka hui ʻana o ka ultrafine, pauda maemae loa me ka wili poepoe pulu, wili wiliwili, a i ʻole ka hoʻopuehu kani ultrasonic i loko o nā mea hoʻonaninani a wai paha.
He mea nui ka loaʻa ʻana o ka hoʻopuehu ʻana e pale aku i ka pūʻulu o SiC, hiki ke hana e like me ka concentrators hopohopo a me ka ikaika haʻahaʻa haʻahaʻa.
Hāʻawi ʻia nā mea hoʻopaʻa a me nā mea hoʻopuehu e kākoʻo i nā hoʻokuʻu ʻana no ka hoʻokumu ʻana i nā hoʻolālā e like me ka hoʻolei ʻana, pahola ʻana ka lipine, a i ʻole ke kālai ʻia ʻana, ma muli o ka geometry element makemake.
Hoʻomaloʻo maikaʻi ʻia nā kino ʻōmaʻomaʻo ma mua o ka hoʻomaloʻo ʻana, he kaʻina hana e pono ai ka hoʻoponopono ʻana i nā uku hoʻomehana home e pale ai i ka māhele ʻana a i ʻole ka warping.
No ka hana ʻana i ke ʻano o ka ʻupena, Ke puka mai nei nā ʻenehana hoʻohui e like me ka binder jetting a i ʻole stereolithography, e hiki ai i nā geometries paʻakikī i hiki ʻole ke hoʻokō me ka hana seramika kuʻuna.
Pono kēia mau ʻenehana i nā mea hānai maʻamau me ka rheology maximized a me ka paʻakikī eco-friendly, hoʻokomo pinepine i nā porcelains i loaʻa mai i ka polymer a i ʻole nā mea photosensitive i hoʻopiha ʻia me nā pauka composite..
2.2 Nā Mea Hana Sintering a me ka palekana pae
Hoopa'i o Six N EHA– He mea paʻakikī ʻo SiC composites ma muli o ka hoʻopaʻa ʻana i ka covalent paʻa a me ka liʻiliʻi o ka hoʻoheheʻe ʻana o ka nitrogen a me ke kalapona i nā pae wela kūpono..
ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana i ka ʻāpana wai me ka hoʻohana ʻana i nā oxides honua rare a i ʻole alkaline (e.g., Y ELUA O EONO, MgO) hoʻemi i ka pae wela eutectic a hoʻonui i ka lawe ʻana i ka lehulehu me ka silicate thhaw transient.
Ma lalo o ka pilikia kinoea (maʻamau 1– 10 MPa N ₂), maʻalahi kēia hoʻoheheʻe i ka hoʻonohonoho hou ʻana, hoʻonā-ua, a me ka densification hope oiai e hoemi ana i ka hemo ana o Si eha N EHA.
ʻO ka loaʻa ʻana o ka SiC ka hopena i ka viscosity a me ka pulu o ka pae wai, hiki paha ke hoʻololi i ka anisotropy ulu a me ka helehelena hope.
Hoʻopili ʻia nā lāʻau hoʻomaʻamaʻa ma hope o ka hoʻopaʻa ʻana me ka hoʻohālikelike ʻana i nā ʻano amorphous hou ma nā palena ʻai., e hoʻonui ana i nā waiwai mechanical kiʻekiʻe a me ka pale ʻana i ka oxidation.
X-ray diffraction (XRD) a me ka nānā ʻana i ka microscopy electron (KA MEA) hoʻohana mau ʻia e hōʻoia i ka maʻemaʻe pae, nele i nā ʻanuʻu ʻelua makemake ʻole (e.g., ʻElua N TWO O), a me ka like ole microstructure.
3. Mechanical and Thermal Efficiency Under Lots
3.1 Ka ikaika, Ka ikaika, a me ke Ku'e Hooluhi
Inā ʻo ka umu N ₄– Hōʻike nā mea hoʻohui ʻo SiC i ka hana ʻenehana maikaʻi loa i hoʻohālikelike ʻia me nā porcelains monolithic, me ka ikaika flexural i oi aku 800 E piʻi ana ka nui o ka paʻa paʻa MPa i ka 7– 9 MPa · m 1ST/ ².
ʻO ka hopena hoʻoikaika o nā ʻāpana SiC e hoʻopilikia i ka neʻe hewa a me ka hoʻonui ʻana o ka haki, ʻoiai ʻo ka elongated Si ʻelua N ʻehā mau hua e hoʻoikaika ai ma o ka huki ʻana a me nā mea pili.
ʻO kēia ʻano hana paʻakikī ʻelua e hoʻoulu i kahi mea kūʻē i ka hopena, kaʻa kaʻa wela, a me ka luhi mechanical– koʻikoʻi no ka hoʻohuli ʻana i nā mea a me nā ʻāpana hoʻolālā i ka aerospace a me nā ʻōnaehana mana.
Kūlana kūʻokoʻa ke kūpaʻa o ka creep 1300 ° C, pili i ka paʻa o ka ʻupena covalent a me ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i ka palena o ka palaoa i ka wā e hoʻohaʻahaʻa ʻia ai nā pae amorphous..
'Oko'a nā waiwai pa'a 16 i 19 GPa, ka hāʻawi ʻana i ka ʻaʻahu maikaʻi loa a me ka hoʻokaʻawale ʻana i nā kaiapuni abrasive e like me ka holo ʻana o ke one a i ʻole nā kelepona lele..
3.2 ʻO ka hoʻoponopono wela a me ka lōʻihi o ke kaiapuni
ʻO ka hoʻohui ʻana o SiC e hoʻokiʻekiʻe nui i ka conductivity thermal o ka composite, papalua pinepine i ko Si ono N EHA (mai ka 15– 30 W/(m · K) )i 40– 60 W/(m · K) ma muli o ka ʻike pūnaewele SiC a me ka microstructure.
ʻO kēia hoʻonui i ka mana hoʻololi wela e hiki ai i ka hoʻokele wela ʻoi aku ka hilinaʻi i nā ʻāpana i hōʻike ʻia i ka hoʻomehana kūloko, e like me nā laina puhi ahi a i ʻole nā mea e kū ana i ka plasma.
Mālama ka composite i ka palekana dimensional ma lalo o nā gradient thermal gradient, kū i ka spallation a me ka haʻihaʻi ʻana ma muli o ka hoʻomohala ʻana o ka wela a me ke ʻano haʻalulu wela kiʻekiʻe (R-waiwai).
ʻO ka pale ʻana i ka oxidation kahi mea koʻikoʻi koʻikoʻi; Hoʻokumu ʻo SiC i kahi silica pale (SiO ₂) papa ma ka ʻike ʻana i ka oxygen ma nā mahana kiʻekiʻe, ʻoi aku ka hoʻopaʻa ʻana a me ka hoʻopaʻa ʻana i nā pilikia ili.
Mālama kēia ʻāpana passive iā SiC a me Si ʻEkolu N ₄ (ʻo ia hoʻi ka mea hoʻokahe i SiO ₂ a me N ₂), e hōʻoia i ka lōʻihi lōʻihi i ka ea, mahu nui, a i ʻole nā lewa wela.
4. Nā noi a me nā alahele ʻenehana e hiki mai ana
4.1 Aerospace, ikehu, a me nā Pūnaehana Hana Hana
Si Elua N EHA– Hoʻopili ʻia nā pūhui SiC i nā mea hana kinoea hou aʻe, kahi e ʻae ai lākou i nā mahana hana kiʻekiʻe, hoʻonui i ka pono o ka wahie, a hoemi i na koi hooluolu.
Nā mea e like me ka makani turbine blades, nā mea puhi ahi, a me ka nozzle alakaʻi vanes i loaʻa mai ka hiki o ka huahana ke hoʻomanawanui i ka holo kaʻa wela a me ka hoʻouka ʻana me ka ʻole o ka hōʻino nui ʻana..
I nā mea kanu mana atomika, ʻoi aku ka nui o nā reactors hoʻomehana kinoea kiʻekiʻe (Nā HTGR), Ke hana nei kēia mau composites e like me ka hoʻopaʻa ʻana i ke kinoea a i ʻole nā kākoʻo kūkulu hale ma muli o kā lākou neutron irradiation resistance a me ka hiki ke hoʻopaʻa i nā mea fission..
I nā hoʻonohonoho ʻoihana, hoʻohana ʻia lākou i ka lawelawe kila wai, hale kiln, a me nā nozzles a me nā bearings hiki ke komo, kahi e hāʻule koke ai nā metala maʻamau.
ʻO ko lākou ʻano māmā (mānoanoa ~ 3.2 g/cm ELIMA) ʻoluʻolu hoʻi iā lākou no ka hoʻokele aerospace a me nā ʻāpana kaʻa hypersonic e pili ana i ka hoʻomehana aerothermal.
4.2 Hana Hou a me Multifunctional Integration
Ke hoʻomau nei ka haʻawina e puka mai ana i ka hoʻomohala ʻana i helu ʻia ʻo Si ʻeono N ʻEhā– Nā papa hana SiC, kahi e ʻokoʻa ai ka hale e hoʻonui i ka wela, mechanical, a i ʻole nā hale noho electro-magnetic i loko o kahi mea hoʻokahi.
ʻO nā ʻōnaehana crossbreed me CMC (ʻo ka hoʻohui ʻia matrix matrix) nā hale hana me ka hoʻoikaika fiber (e.g., SiC_f/ SiC– Si Elima N ₄) kaomi i nā palena o ka hoʻomanawanui pōʻino a me ke koʻikoʻi.
ʻO ka hana hoʻohui ʻana o kēia mau pūhui e hiki ai i nā mea hoʻololi mehana topology-optimized, microreactors, a me nā ʻauwaʻa ea hoʻōla hou me nā hale latticework kūloko i hiki ʻole ke hoʻokō ʻia ma o ka mīkini.
Kahi mea hou aʻe, ʻO kā lākou mau hale dielectric koʻikoʻi a me ka palekana wela e hoʻolilo iā lākou i mau moho no nā radar-transparent radomes a me nā puka aniani home antenna ma nā paepae kiʻekiʻe..
Ke ulu nei nā pono no nā huahana e lawelawe pono ana ma lalo o nā ukana thermomechanical koʻikoʻi, Inā ʻo ka umu N ₄– Kū nā pūhui SiC no kahi holomua koʻikoʻi i ka ʻenehana seramika, ka hoʻohui ʻana i ka pono me ka hana i hoʻokahi, anuu mau.
I ka hopena, nitride silika– Hōʻike ka silikon carbide composite ceramics i ka mana o nā mea waiwai-by-design, leveraging the staminas o 2 nā porcelains hou e hana i kahi ʻōnaehana hybrid me ka hiki ke ulu i nā lewa hana koʻikoʻi loa.
ʻO kā lākou holomua hoʻomau e pāʻani i kahi hana nui ma mua o ka mana maʻemaʻe, aerospace, a me nā ʻenehana hou kālepa i ke kenekulia 21.
5. Mea kūʻai
ʻO TRUNNANO kahi mea hoʻolako o Spherical Tungsten Powder me ka ʻoi aku 12 mau makahiki o ka ʻike i ka mālama ʻana i ka ikehu kūkulu nano a me ka hoʻomohala ʻana i ka nanotechnology. ʻAe ia i ka uku ma o Kāleka Kāleka, T/T, West Union a me Paypal. E hoʻouna aku ʻo Trunnano i nā waiwai i nā mea kūʻai aku ma waho ma o FedEx, DHL, ma ka lewa, a ma ke kai paha. Inā makemake ʻoe e ʻike hou aku e pili ana i ka Spherical Tungsten Powder, eʻoluʻolu e leka uila iā mākou a hoʻouna i kahi nīnau.
Nā huaʻōlelo: Silicon nitride a me ka silicon carbide composite ceramic, Si3N4 a me SiC, seramika holomua
ʻO nā ʻatikala a me nā kiʻi a pau mai ka Pūnaewele. Inā loaʻa kekahi pilikia kope, e ʻoluʻolu e kelepona mai iā mākou i ka manawa e holoi ai.
E nīnau iā mākou