1. Продукт структуралары жана биргелешкен дизайн
1.1 Курамдык фазалардын ички сапаттары
(Кремний нитриди жана кремний карбиди курама керамика)
Кремний нитриди (Эгерде меш N ₄) жана кремний карбиди (SiC) экөө тең коваленттүү байланышта, кычкылсыз фарфор жогорку температурада эң сонун эффективдүүлүгү менен белгилүү, кыйратуучу, жана механикалык орнотууларды талап кылат.
Кремний нитриди сынганга туруктуулугун көрсөтөт, жылуулук шок каршылык, жана сойлоо туруктуулугу, анткени анын уникалдуу микроструктурасы узартылган β-Si алты N төрт бүртүкчөлөрдөн турат, алар сыныктарды ийитүү жана бириктирүүчү системаларды камсыз кылат..
Бул болжол менен катуулугун сактайт 1400 ° C жана салыштырмалуу төмөн жылуулук кеңейүү коэффициентине ээ (~ 3.2 × 10 ⁻⁶/ К), тез температуралык өзгөрүүлөр учурунда жылуулук чыңалууларды азайтуу.
Экинчи жагынан, кремний карбиди премиум бекемдигин колдонот, жылуулук өткөрүмдүүлүк (болжол менен 120– 150 W/(м · К )жалгыз кристаллдар үчүн), кычкылданууга каршылык, жана химиялык инерттүүлүк, орой жана радиациялык жылуу диссипациялык колдонмолор үчүн эң сонун кылат.
Анын кең диапазону (~ 3.3 4H-SiC үчүн eV) кошумча электр изоляциясын жана радиацияга толеранттуулукту берет, ядролук жана жарым өткөргүч контексттерде пайдалуу.
Композитке кошулганда, бул материалдар тиешелүү жүрүм-турумун көрсөтөт: Si үч N төрт туруктуулугун жакшыртат жана каршылык зыян, ал эми SiC жылуулук башкарууну жана колдонууга каршылыкты жогорулатат.
Алынган кроссбред керамикалык тең салмактуулукка эки этапта эле жете албайт, экстремалдык тейлөө шарттарына ылайыкташтырылган жогорку натыйжалуу структуралык продуктту түзүү.
1.2 Курама стил жана микроструктуралык инженерия
Si six N ₄ макети– SiC кошулмалары этаптагы жүгүртүүнү так көзөмөлдөөнү талап кылат, дан морфологиясы, жана биргелешкен таасирлерди максималдуу жогорулатуу үчүн аралык байланыш.
Жалпысынан, SiC чоң бөлүкчөлөр колдоо катары киргизилген (субмикрондон тартып 1 мкм) Si төрт N ₄ матрицасында, функционалдык бааланган же бөлүнгөн архитектуралар атайын колдонмолор үчүн да табылган.
агломерациялоо учурунда– адатта газ басымы агломерациялоо аркылуу (ЖАЛПЫ ПРАКТИК) же жылуу түртүү– SiC биттери β-Si эки N төрт дандын ядролук түзүлүшү жана өнүгүү кинетикасына таасир этет, жакшыраак жана андан да ырааттуу багытталган микроструктураларды тез-тез илгерилетүүдө.
Бул тактоо механикалык бир тектүүлүгүн жакшыртат жана кемчиликтин өлчөмүн азайтат, жакшыраак күч жана ишенимдүүлүк үчүн кошуу.
Эки этаптын ортосундагы интерфейстик шайкештик маанилүү; экөө тең окшош кристаллографиялык баланс жана жылуулук өнүгүү жүрүм-туруму бар коваленттүү фарфор болгондуктан, алар системалуу же жарым когеренттүү чек араларды түзүшөт, алар лот боюнча ажыратууга туруштук беришет.
Итрий сыяктуу кошумчалар (Y ₂ О ҮЧ) жана глинозем (Ал эки O ₃) SiC коопсуздугун бузбастан Si four N ₄ суюктук фазасынын тыгыздалышын жарнамалоо үчүн агломерациялоочу жардам катары колдонулат..
Бирок, өтө көп кошумча этаптары жогорку температуранын натыйжалуулугун начарлатышы мүмкүн, ошондуктан курамын жана кайра иштетүүнү максималдуу түрдө жылтыратылган дан чек ара тасмаларын азайтуу керек.
2. Кайра иштетүү техникасы жана тыгыздаштыруу көйгөйлөрү
( Кремний нитриди жана кремний карбиди курама керамика)
2.1 Порошок даярдоо иштери жана калыптандыруу ыкмалары
Жогорку сорттогу Si Two N ₄– SiC композиттери ультра майда бир тектүү аралаштыруу менен башталат, нымдуу тегерек майдалоону колдонуу менен жогорку тазалыктагы порошок, майдалоо, же органикалык же суюк чөйрөдө УЗИ дисперсия.
SiC кластерин болтурбоо үчүн ырааттуу дисперсияга жетишүү зарыл, тынчсыздануу концентраторлор жана төмөнкү сыныкчы күч катары иштей алат.
Байланыштыргычтар жана дисперсенттер тайга таштоо сыяктуу стратегияларды түзүү үчүн суспензияларды колдоого көмөктөшөт., лента жайылтуу, же калыптандыруу, керектүү элементтин геометриясына жараша.
Жашыл денелер андан кийин кылдаттык менен кургатылган жана агломерациядан мурун органикалык заттарды алып салышат, бөлүнүүнүн же кыйшайып кетүүнүн алдын алуу үчүн үйдү жылытуу нормасын талап кылган процесс.
Жакынкы формадагы өндүрүш үчүн, туташтырып жиберүү же стереолитография сыяктуу кошумча ыкмалар пайда болууда, салттуу керамикалык иштетүү менен мурда мүмкүн болбогон татаал геометрияларды жасоого мүмкүндүк берет.
Бул ыкмалар максималдуу реологиясы жана экологиялык жактан таза бышыктыгы менен жекелештирилген чийки запастарды талап кылат, көбүнчө полимерден алынган фарфорлорду же композиттик порошоктор менен капталган фотосезгич материалдарды талап кылат.
2.2 Агломерациялоочу түзмөктөр жана этап коопсуздугу
Алты алты Н ТӨРТтүн тыгыздыгы– SiC композиттери катуу коваленттик байланыш жана пайдалуу температура деңгээлинде азот менен көмүртектин минималдуу өзүн-өзү диффузиясы үчүн татаал..
Сейрек кездешүүчү же щелочтуу планетанын оксиддерин колдонуу менен суюк фазалык агломерация (мис., Y ЭКИНЧИ АЛТЫ, MgO) эвтектикалык температуранын деңгээлин төмөндөтөт жана өткөөл силикат эрүү менен массалык ташууларды күчөтөт.
Газ стресс астында (адатта 1– 10 МПа N ₂), бул эритме кайра түзүүнү жеңилдетет, эритме-тренаж, жана Si төрт N ТӨРТтүн дезинтеграциясын азайтуу менен акыркы тыгыздашуу.
SiC болушу суюк фазанын илешкектүүлүгүнө жана нымдуулугуна таасирин тийгизет, мүмкүн дан өсүү анизотропия жана акыркы көрүнүшүн өзгөртүү.
Агломерациядан кийинки жылуулук дарылоо дан чектеринде кайталануучу аморфтук фазалардын калыптанышына байланыштуу болушу мүмкүн., жогорку температуранын механикалык касиеттерин жана кычкылдануу каршылыгын жогорулатуу.
Рентген нурларынын дифракциясы (XRD) жана сканерлөөчү электрондук микроскоп (КАЙСЫ) этап тазалыгын текшерүү үчүн ырааттуу колдонулат, керексиз экинчи этаптардын жоктугу (мис., Си эки Н ЭКИ О), жана бирдиктүү микроструктура.
3. Лот боюнча механикалык жана жылуулук натыйжалуулугу
3.1 Чыдамдуулук, Күч, жана чарчоо каршылык
Эгерде Духовкада N ₄– SiC композиттери монолиттүү фарфордон айырмаланып, жогорку механикалык көрсөткүчтөрдү көрсөтөт, ашкан ийилүү күчү менен 800 МПа жана сынууга бышыктыгы 7ге жетет– 9 МПа · м 1ST/ ².
SiC фрагменттеринин бекемдөөчү натыйжасы туура эмес жайгаштыруу кыймылына жана сыныктардын жайылышына тоскоол болот, ал эми узартылган Si эки N төрт бүртүкчөлөрү сууруп чыгуу жана байланыштыруучу түзүлүштөр аркылуу бекемдөөнү камсыз кылуу үчүн калат.
Бул кош катаалдаштыруу ыкмасы таасирге өтө туруктуу материалды пайда кылат, термикалык велосипед тебүү, жана механикалык чарчоо– аэрокосмостук жана энергетикалык системалардагы айлануучу элементтер жана структуралык компоненттер үчүн өтө маанилүү.
Жыйналма каршылык болжол менен эң сонун бойдон калууда 1300 ° C, аморфтук фазалар төмөндөгөндө коваленттик тармактын туруктуулугу жана дандын чек арасынын жылышынын азайышы менен түшүндүрүлөт..
Бекемдик баалуулуктары жалпысынан айырмаланат 16 чейин 19 GPa, кум толтурулган циркуляциялар же сүзүү чалуулары сыяктуу абразивдүү чөйрөлөрдө эң сонун эскирүү жана ыдыралуу туруктуулугун камсыз кылуу.
3.2 Жылуулук башкаруу жана айлана-чөйрөгө туруктуулук
SiC кошулуусу композиттин жылуулук өткөрүмдүүлүгүн бир топ жогорулатат, тез-тез таза Si алты N ТӨРТ эки эсе (15тен баштап– 30 W/(м · К) )40ка чейин– 60 W/(м · К) SiC желе мазмунуна жана микроструктурасына жараша.
Бул жогорулатылган жылуу өткөрүү жөндөмдүүлүгү интенсивдүү локализацияланган жылытуу үчүн аныкталган бөлүктөрдө бир кыйла ишенимдүү жылуулук башкарууга мүмкүндүк берет, мисалы, күйүүчү катмарлар же плазмага караган компоненттер.
Композит тик термикалык градиенттердин астында өлчөмдүү коопсуздукту сактайт, дал келген термикалык өнүгүүнүн жана жогорку термикалык шок параметринин натыйжасында спаллацияга жана сынууга каршы туруу (R-маани).
Кычкылданууга каршылык - бул кошумча маанилүү артыкчылыгы; SiC коргоочу кремнеземди түзөт (SiO ₂) жогорку температурада кычкылтектин таасири астында катмар, бул ого бетер тыгыздаштырат жана жер үстүндөгү маселелерди камсыз кылат.
Бул пассивдүү катмар SiC жана Si Three N ₄ экөөнү тең коргойт (кошумча SiO ₂ жана N ₂ чейин кычкылданат), абада узак мөөнөттүү туруктуулугун камсыз кылуу, оор буу, же күйүп жаткан атмосфера.
4. Колдонмолор жана келечектеги техникалык траекториялар
4.1 Аэрокосмикалык, Энергия, жана өнөр жай системалары
Si Two N FOUR– SiC кошулмалары бара-бара кийинки муундагы газ генераторлоруна жайгаштырылат, алар жогорку иш температурасына мүмкүндүк берет, күйүүчү майдын натыйжалуулугун жогорулатты, жана муздатуу талаптарын азайтат.
Шамалдын турбинасы сыяктуу элементтер, күйүүчү лайнерлер, жана соплолорду жетектөөчү канактар буюмдун термикалык велосипед тебүүгө жана механикалык жүктөөгө олуттуу деградациясыз туруштук берүү жөндөмдүүлүгүнөн пайда алышат..
Атом электр станцияларында, айрыкча жогорку температурадагы газ менен муздатуучу реакторлор (HTGRs), бул композиттер нейтрондук нурланууга туруштук берүү жана бөлүнүү элементтерин сактоо жөндөмдүүлүгүнөн улам газ каптоочу же архитектуралык таяныч катары иштешет..
Өнөр жай ишканаларында, алар суюк болотту иштетүүдө колдонулат, меш эмеректери, жана тозууга туруктуу саптамалар жана подшипниктер, стандарттык металлдар, албетте, өтө тез эле жетишпей калат.
Алардын жеңил мүнөзү (калыңдык ~ 3.2 г/см БЕШ) ошондой эле аларды аэрокосмостук кыймылдаткычтар жана аэротермикалык жылытууга дуушар болгон гипер үндүү автомобиль компоненттери үчүн жагымдуу кылат..
4.2 Өркүндөтүлгөн өндүрүш жана көп функциялуу интеграция
Өнүгүп келе жаткан изилдөө функционалдык жактан бааланган Si алты N FOUR иштеп чыгууга багытталган– SiC алкактары, бул жерде структура жылуулукту жогорулатуу үчүн мейкиндик боюнча айырмаланат, механикалык, же бир эле элемент боюнча электр-магниттик турак-жай касиеттери.
CMC, анын ичинде аргындаштырылган системалар (керамикалык матрицалык композит) була бекемдөө менен архитектура (мис., SiC_f/ SiC– Si Five N ₄) зыянга чыдамкайлыктын чектерин басуу жана бузулуу.
Бул кошулмаларды кошумча өндүрүү топологияга ылайыкташтырылган жылуулук алмаштыргычтарга мүмкүндүк берет, микрореакторлор, жана механикалык иштетүү жолу менен ишке ашпай турган ички торлуу структуралары бар регенеративдик кондиционердик каналдар.
Кошумча, алардын негизги диэлектрикалык имараттары жана жылуулук коопсуздугу аларды радар тунук радомдорго жана жогорку ылдамдыктагы платформаларда антенналык терезелерге талапкер кылат..
Өтө термомеханикалык жүктөмдөрдүн астында ишенимдүү түрдө аткарыла турган буюмдарга болгон муктаждык өсүүдө, Эгерде меш N ₄– SiC кошулмалары керамикалык инженерияда маанилүү жетишкендиктерди билдирет, эффективдүүлүк менен функционалдуулукту айкалыштыруу, туруктуу платформа.
Аягында, кремний нитриди– кремний карбид композициялык керамика материалдардын күчүн көрсөтөт, туруктуулугун пайдалануу 2 новатордук фарфор абдан оор функционалдык атмосферада өсүү жөндөмдүүлүгү менен гибриддик системаны өндүрүү үчүн.
Алардын мындан аркы өнүгүүсү, албетте, мөөнөтүнөн мурда таза күчтүн негизги функциясын аткарат, аэрокосмостук, жана 21-кылымда коммерциялык заманбап технологиялар.
5. Сатуучу
TRUNNANO ашык менен сфералык вольфрам порошок берүүчү болуп саналат 12 нано-курулуш энергиясын үнөмдөө жана нанотехнологияларды өнүктүрүү боюнча көп жылдык тажрыйба. Бул кредиттик карта аркылуу төлөм кабыл алат, T/T, West Union жана Paypal. Trunnano FedEx аркылуу чет кардарларга жүк жөнөтөт, DHL, аба менен, же деңиз аркылуу. Сиз сфералык вольфрам порошок жөнүндө көбүрөөк билгиңиз келсе, Сураныч, биз менен байланышып, суроо-талап жөнөтүүдөн тартынба.
Тегдер: Кремний нитриди жана кремний карбиди курама керамика, Si3N4 жана SiC, өнүккөн керамика
Бардык макалалар жана сүрөттөр Интернеттен алынган. Эгерде кандайдыр бир автордук укук маселеси бар болсо, жок кылуу үчүн убагында биз менен байланышыңыз.
Бизден сура