1. პროდუქტის სტრუქტურები და თანამშრომლობითი დიზაინი
1.1 შემადგენელი ფაზების შინაგანი თვისებები
(სილიციუმის ნიტრიდი და სილიციუმის კარბიდი კომპოზიტური კერამიკა)
სილიციუმის ნიტრიდი (თუ ღუმელი N ₄) და სილიციუმის კარბიდი (SiC) ორივე კოვალენტურად არის შეკრული, არაოქსიდური ფაიფური, რომელიც ცნობილია მაღალი ტემპერატურით გამორჩეული ეფექტურობით, დამღუპველი, და მექანიკურად მოითხოვს პარამეტრებს.
სილიციუმის ნიტრიდი აჩვენებს მოტეხილობის შთამბეჭდავ გამძლეობას, თერმული შოკის წინააღმდეგობა, და ცოცვის სტაბილურობა მისი უნიკალური მიკროსტრუქტურის გამო, რომელიც შედგება გაფართოებული β-Si ექვსი N ოთხი მარცვლისგან, რომელიც იძლევა მოტეხილობის გადახრისა და დამაკავშირებელ სისტემებს.
ინარჩუნებს სიმტკიცეს დაახლოებით 1400 ° C და აქვს შედარებით დაბალი თერმული გაფართოების კოეფიციენტი (~ 3.2 × 10 ⁶6/ კ), თერმული დაძაბულობის შემცირება ტემპერატურის სწრაფი ცვლილებების დროს.
მეორე მხრივ, სილიციუმის კარბიდი იყენებს პრემიუმ სიმტკიცეს, თბოგამტარობა (დაახლოებით 120– 150 W/(მ · კ )მარტოხელა კრისტალებისთვის), ჟანგვის წინააღმდეგობა, და ქიმიური ინერტულობა, რაც მას შესანიშნავს ხდის უხეში და რადიაციული თბილ გაფრქვევის აპლიკაციებისთვის.
მისი დიდი ბანდაჟი (~ 3.3 eV 4H-SiC-სთვის) დამატებით იძლევა შესანიშნავ ელექტრო იზოლაციას და გამოსხივების ტოლერანტობას, ეხმარება ბირთვულ და ნახევარგამტარულ კონტექსტში.
როდესაც შედის კომპოზიტში, ეს მასალები აჩვენებენ შესაბამის ქცევას: Si three N four აუმჯობესებს გამძლეობას და აზიანებს წინააღმდეგობას, ხოლო SiC აძლიერებს თერმული ადმინისტრირებას და გამოყენების წინააღმდეგობას.
შედეგად მიღებული ნაჯვარიანი კერამიკა აღწევს წონასწორობას, რომელიც მიუღწეველია მარტო რომელიმე ეტაპისთვის, ექსტრემალური მომსახურების პირობებისთვის მორგებული მაღალი ხარისხის სტრუქტურული პროდუქტის შექმნა.
1.2 რთული სტილი და მიკროსტრუქტურული ინჟინერია
Si six N ₄-ის განლაგება– SiC ნაერთები გულისხმობს ზუსტ კონტროლს სტადიის ცირკულაციაზე, მარცვლეულის მორფოლოგია, და ინტერფეისური შემაკავშირებელი თანამშრომლობითი ზემოქმედების მაქსიმალურად გაზრდის მიზნით.
საერთოდ, SiC წარმოდგენილია, როგორც დიდი ნაწილაკების მხარდაჭერა (დაწყებული სუბმიკრონიდან 1 მმ) Si ოთხი N ₄ მატრიცის ფარგლებში, თუმცა ფუნქციურად შეფასებული ან გაყოფილი არქიტექტურები ასევე აღმოჩენილია სპეციალიზებული აპლიკაციებისთვის.
აგლომერაციის დროს– როგორც წესი, გაზის წნევით აგლომერაციის გზით (ზოგადი პრაქტიკოსი) ან თბილი ბიძგი– SiC ბიტები გავლენას ახდენენ β-Si ორი N ოთხი მარცვლის ნუკლეაციასა და განვითარების კინეტიკაზე, ხშირად ხელს უწყობს უფრო დახვეწილ და კიდევ უფრო თანმიმდევრულად ორიენტირებულ მიკროსტრუქტურებს.
ეს დახვეწა აუმჯობესებს მექანიკურ ჰომოგენურობას და ამცირებს დეფექტის ზომას, ემატება უკეთესი ძალა და საიმედოობა.
ინტერფეისის თავსებადობა ორ ეტაპს შორის მნიშვნელოვანია; იმის გამო, რომ ორივე არის კოვალენტური ფაიფური მსგავსი კრისტალოგრაფიული ბალანსით და თერმული განვითარების ქცევით, ისინი ქმნიან სისტემურ ან ნახევრად თანმიმდევრულ საზღვრებს, რომლებიც უძლებენ ლოტებში შებოჭვას.
დანამატები, როგორიცაა იტრია (Y ₂ O 3) და ალუმინის (ალ ორი O ₃) გამოიყენება როგორც აგლომერაციის დამხმარე Si 4 N ₄ თხევადი ფაზის გამკვრივების რეკლამირების მიზნით, SiC-ის უსაფრთხოების დარღვევის გარეშე..
თუმცა, ძალიან ბევრმა დამატებითმა საფეხურმა შეიძლება გააუარესოს მაღალი ტემპერატურის ეფექტურობა, ამიტომ შემადგენლობა და დამუშავება უნდა იყოს მაქსიმალურად გაზრდილი, რათა მინიმუმამდე შემცირდეს მოჭიქული მარცვლეულის საზღვრები.
2. დამუშავების ტექნიკა და დენსიფიკაციის გამოწვევები
( სილიციუმის ნიტრიდი და სილიციუმის კარბიდი კომპოზიტური კერამიკა)
2.1 ფხვნილის მომზადების სამუშაო და ფორმირების ტექნიკა
მაღალი კლასის Si Two N ₄– SiC კომპოზიტები იწყება ულტრაფინის ერთგვაროვანი შერევით, მაღალი სისუფთავის ფხვნილები სველი მრგვალი დაფქვის გამოყენებით, ცვეთა საღარავი, ან ულტრაბგერითი დისპერსია ორგანულ ან თხევად გარემოში.
თანმიმდევრული დისპერსიის მიღწევა აუცილებელია SiC-ის კლასტერის თავიდან ასაცილებლად, რომელსაც შეუძლია იმოქმედოს როგორც შფოთვის კონცენტრატორი და შეამციროს მოტეხილობის სიძლიერე.
ბაინდერები და დისპერსანტები ხელს უწყობს შეჩერების მხარდაჭერას ისეთი სტრატეგიების ფორმირებისთვის, როგორიცაა ჩამოსხმა, ფირის გავრცელება, ან გასროლით ჩამოსხმა, სასურველი ელემენტის გეომეტრიიდან გამომდინარე.
ამის შემდეგ მწვანე სხეულები საგულდაგულოდ შრება და იშლება ორგანული ნივთიერებების მოსაშორებლად შედუღებამდე, პროცესი, რომელიც საჭიროებს სახლის გათბობის რეგულირებას, რათა თავიდან აიცილოს გაყოფა ან გადახვევა.
თითქმის ქსელის ფორმის წარმოებისთვის, ჩნდება დანამატის ტექნიკა, როგორიცაა ბაინდერის გაჟონვა ან სტერეოლითოგრაფია, შესაძლებელს ხდის რთული გეომეტრიის შექმნას, რომელიც ადრე მიუღწეველია ტრადიციული კერამიკული დამუშავებით.
ამ ტექნიკას სჭირდება მორგებული საკვები მაქსიმალური რეოლოგიით და ეკოლოგიურად გამძლეობით, ხშირად შეიცავს პოლიმერული წარმოშობის ფაიფურს ან ფოტომგრძნობიარე მასალებს, რომლებიც შეფუთულია კომპოზიტური ფხვნილებით.
2.2 შედუღების მოწყობილობები და სცენის უსაფრთხოება
Six N FOUR-ის გამკვრივება– SiC კომპოზიტები რთულია მყარი კოვალენტური კავშირისა და აზოტისა და ნახშირბადის მინიმალური თვითდიფუზიის გამო სასარგებლო ტემპერატურის დონეზე..
თხევადი ფაზის შედუღება იშვიათი დედამიწის ან ტუტე პლანეტების ოქსიდების გამოყენებით (მაგ., Y TWO O SIX, MgO) ამცირებს ევტექტიკური ტემპერატურის დონეს და აძლიერებს მასის ტრანსპორტირებას გარდამავალი სილიკატური დათბობით.
გაზის სტრესის ქვეშ (ჩვეულებრივ 1– 10 მპა N ₂), ეს დნება ხელს უწყობს გადაწყობას, ხსნარი-ნალექი, და ბოლო გამკვრივება Si four N FOUR-ის დაშლის შემცირებისას.
SiC-ის არსებობა გავლენას ახდენს თხევადი ფაზის სიბლანტეზე და დასველებადობაზე, შესაძლოა შეიცვალოს მარცვლის ზრდის ანიზოტროპია და ბოლო გარეგნობა.
შედუღების შემდგომი თბილ მკურნალობა შეიძლება დაკავშირებული იყოს მარცვლის საზღვრებთან განმეორებადი ამორფული ფაზების ფორმის მიღებასთან., აძლიერებს მაღალი ტემპერატურის მექანიკურ თვისებებს და ჟანგვის წინააღმდეგობას.
რენტგენის დიფრაქცია (XRD) და სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპია (რომელი) ისინი მუდმივად გამოიყენება სტადიის სისუფთავის დასადასტურებლად, არასასურველი მეორე ეტაპების ნაკლებობა (მაგ., Si ორი N TWO O), და ერთიანი მიკროსტრუქტურა.
3. მექანიკური და თერმული ეფექტურობა ლოტებზე
3.1 გამძლეობა, სიძლიერე, და ამოწურვის წინააღმდეგობა
თუ ღუმელი N ₄– SiC კომპოზიტები აჩვენებენ უმაღლეს მექანიკურ შესრულებას მონოლითური ფაიფურისგან განსხვავებით, მოქნილობის სიძლიერით აღემატება 800 MPa და მოტეხილობის სიმყარის მნიშვნელობები 7-მდე აღწევს– 9 მპა · m 1ST/².
SiC ფრაგმენტების გამაძლიერებელი შედეგი აფერხებს არასწორი განლაგების მოძრაობას და მოტეხილობის პროლიფერაციას, ხოლო წაგრძელებული Si ორი N ოთხი მარცვალი რჩება გამაგრების უზრუნველსაყოფად გამოსაწევი და დამაკავშირებელი მოწყობილობების მეშვეობით.
ეს ორმაგი გამკაცრებელი მიდგომა იწვევს ზემოქმედებისადმი უკიდურესად მდგრად მასალას, თერმული ციკლი, და მექანიკური დაღლილობა– სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია მბრუნავი ელემენტებისა და სტრუქტურული კომპონენტებისთვის კოსმოსურ და ენერგეტიკულ სისტემებში.
Creep წინააღმდეგობა რჩება გამორჩეული დაახლოებით 1300 ° C, მიეკუთვნება კოვალენტური ქსელის სტაბილურობას და მარცვლის საზღვრის დაქვეითებას ამორფული ფაზების დაწევისას.
სიმკვრივის ღირებულებები ზოგადად განსხვავდება 16 რომ 19 GPa, უზრუნველყოფს გამორჩეულ ცვეთასა და დაშლის წინააღმდეგობას აბრაზიულ გარემოში, როგორიცაა ქვიშით დატვირთული ცირკულაცია ან სრიალის ზარები.
3.2 თერმული ადმინისტრირება და გარემოს გამძლეობა
SiC-ის დამატება მნიშვნელოვნად ამაღლებს კომპოზიტის თბოგამტარობას, ხშირად აორმაგებს სუფთა Si six N FOUR-ს (რომელიც მერყეობს 15-დან– 30 W/(მ · კ) )40-მდე– 60 W/(მ · კ) დამოკიდებულია SiC ვებ შინაარსზე და მიკროსტრუქტურაზე.
ეს გაზრდილი თბილი გადაცემის სიმძლავრე იძლევა ბევრად უფრო საიმედო თერმული მართვას იმ ნაწილებში, რომლებიც გამოვლენილია ინტენსიური ლოკალიზებული გათბობით., როგორიცაა წვის ლაინერები ან პლაზმური კომპონენტები.
კომპოზიტი ინარჩუნებს განზომილებიანი უსაფრთხოებას ციცაბო თერმული გრადიენტების ქვეშ, დგომა სპალაციასა და მოტეხილობასთან შესაბამისი თერმული განვითარებისა და მაღალი თერმული შოკის პარამეტრის შედეგად (R-მნიშვნელობა).
ჟანგვის წინააღმდეგობა არის დამატებითი მნიშვნელოვანი უპირატესობა; SiC ქმნის დამცავ სილიციუმს (SiO 2) ფენა ჟანგბადის ზემოქმედებისას მომატებულ ტემპერატურაზე, რაც კიდევ უფრო ამკვრივებს და უზრუნველყოფს ზედაპირის საკითხებს.
ეს პასიური ფენა იცავს როგორც SiC-ს, ასევე Si Three N ₄-ს (რომელიც დამატებით იჟანგება SiO 2-მდე და N 2-მდე), ჰაერში გრძელვადიანი გამძლეობის უზრუნველყოფა, მძიმე ორთქლი, ან დამწვარი ატმოსფერო.
4. აპლიკაციები და მომავალი ტექნიკური ტრაექტორიები
4.1 აერონავტიკა, ენერგია, და სამრეწველო სისტემები
Si Two N FOUR– SiC ნაერთები თანდათანობით განლაგებულია შემდეგი თაობის გაზის გენერატორებში, სადაც ისინი უფრო მაღალ სამუშაო ტემპერატურას იძლევიან, გაზრდილი საწვავის ეფექტურობა, და მინიმუმამდე შემცირდა გაგრილების მოთხოვნები.
ელემენტები, როგორიცაა ქარის ტურბინის პირები, საწვავის ლაინერები, და საქშენების სახელმძღვანელო ფრთები იძენს პროდუქტის უნარს, გაუძლოს თერმულ ველოსიპედს და მექანიკურ დატვირთვას მნიშვნელოვანი დეგრადაციის გარეშე.
ატომურ ელექტროსადგურებში, განსაკუთრებით მაღალტემპერატურული გაზით გაცივებული რეაქტორები (HTGRs), ეს კომპოზიტები მოქმედებენ როგორც გაზის მოპირკეთება ან არქიტექტურული საყრდენი ნეიტრონების გამოსხივების წინააღმდეგობისა და დაშლის ელემენტის შენარჩუნების შესაძლებლობის გამო..
სამრეწველო მოწყობილობებში, ისინი გამოიყენება თხევადი ფოლადის დამუშავებაში, ღუმელის ავეჯი, და აცვიათ მდგრადი საქშენები და საკისრები, სადაც სტანდარტული ლითონები, რა თქმა უნდა, ძალიან მალე ჩამოვარდება.
მათი მსუბუქი წონა (სისქე ~ 3.2 გ/სმ FIVE) ასევე მიმზიდველს ხდის მათ საჰაერო კოსმოსური ძრავის და ჰიპერბგერითი საავტომობილო კომპონენტებისთვის, რომლებიც ექვემდებარება აეროთერმულ გათბობას..
4.2 გაფართოებული წარმოება და მრავალფუნქციური ინტეგრაცია
განვითარებადი კვლევა კონცენტრირებულია ფუნქციურად შეფასებული Si six N FOUR-ის განვითარებაზე– SiC ჩარჩოები, სადაც სტრუქტურა განსხვავდება სივრცით თერმული გაძლიერების მიზნით, მექანიკური, ან ელექტრომაგნიტური საცხოვრებელი ფართები ერთ ელემენტზე.
შეჯვარების სისტემები CMC ჩათვლით (კერამიკული მატრიცის კომპოზიტი) არქიტექტურები ბოჭკოვანი გამაგრებით (მაგ., SiC_f/ SiC– Si Five N ₄) დააჭირეთ დაზიანების ტოლერანტობის საზღვრებს და დაძაბვამდე მარცხს.
ამ ნაერთების დანამატის წარმოება იძლევა ტოპოლოგიით ოპტიმიზებული სითბოს გადამცვლელების საშუალებას, მიკრორეაქტორები, და რეგენერაციული კონდიცირების არხები შიდა ბადისებრი სტრუქტურებით, რომლებიც მიუწვდომელია დამუშავებით.
გარდა ამისა, მათი ფუნდამენტური დიელექტრიკული შენობები და თერმული უსაფრთხოება ხდის მათ კანდიდატებს რადარის გამჭვირვალე რადომებისა და ანტენის სახლის ფანჯრებისთვის მაღალსიჩქარიან პლატფორმებზე..
იზრდება საჭიროებები პროდუქტებისთვის, რომლებიც საიმედოდ ახორციელებენ ექსტრემალურ თერმომექანიკურ დატვირთვას, თუ ღუმელი N ₄– SiC ნაერთები წარმოადგენს კრიტიკულ წინსვლას კერამიკული ინჟინერიაში, ეფექტურობის ფუნქციონალთან შერწყმა ერთში, გრძელვადიანი პლატფორმა.
დასასრულს, სილიციუმის ნიტრიდი– სილიციუმის კარბიდის კომპოზიტური კერამიკა აჩვენებს მასალების ძალას დიზაინის მიხედვით, გამძლეობის ბერკეტი 2 ინოვაციური ფაიფური ჰიბრიდული სისტემის შესაქმნელად ყველაზე მძიმე ფუნქციონალურ ატმოსფეროში ზრდის უნარით.
მათი მუდმივი წინსვლა, რა თქმა უნდა, შეასრულებს მთავარ ფუნქციას სუფთა ენერგიის დროზე ადრე, აერონავტიკა, და კომერციული თანამედროვე ტექნოლოგიები 21-ე საუკუნეში.
5. გამყიდველი
TRUNNANO არის სფერული ვოლფრამის ფხვნილის მიმწოდებელი 12 ნანო-შენობის ენერგიის დაზოგვისა და ნანოტექნოლოგიის განვითარების მრავალწლიანი გამოცდილება. იგი იღებს გადახდას საკრედიტო ბარათით, T/T, West Union და Paypal. Trunnano საქონელს მიაწვდის კლიენტებს საზღვარგარეთ FedEx-ის მეშვეობით, DHL, საჰაერო გზით, ან ზღვით. თუ გსურთ მეტი იცოდეთ სფერული ვოლფრამის ფხვნილის შესახებ, გთხოვთ მოგერიდებათ დაგვიკავშირდეთ და გამოგვიგზავნოთ შეკითხვა.
ტეგები: სილიციუმის ნიტრიდი და სილიციუმის კარბიდი კომპოზიტური კერამიკა, Si3N4 და SiC, მოწინავე კერამიკა
ყველა სტატია და სურათი არის ინტერნეტიდან. თუ არის საავტორო უფლებების პრობლემები, გთხოვთ დროულად დაგვიკავშირდეთ წასაშლელად.
გამოგვიკითხეთ