1. Produkto struktūros ir bendras dizainas
1.1 Būdingos sudedamųjų dalių fazių savybės
(Silicio nitrido ir silicio karbido kompozicinė keramika)
Silicio nitridas (Jei orkaitė N 4) ir silicio karbidas (SiC) abu yra kovalentiškai surišti, neoksidiniai porcelianai, garsėjantys išskirtiniu efektyvumu aukštoje temperatūroje, destruktyvus, ir mechaniškai reikalaujantys nustatymų.
Silicio nitridas pasižymi įspūdingu lūžimo patvarumu, atsparumas šiluminiam smūgiui, ir šliaužimo stabilumas dėl savo unikalios mikrostruktūros, sudarytos iš pailgintų β-Si šešių N keturių grūdelių, kurie įgalina lūžių deformaciją ir sujungimo sistemas.
Apytiksliai išlaiko tvirtumą 1400 ° C ir turi santykinai mažą šiluminio plėtimosi koeficientą (~ 3.2 × 10 ⁻⁶/ K), sumažinti šiluminę įtampą greitai keičiant temperatūrą.
Kita vertus, Silicio karbidas naudoja aukščiausios kokybės tvirtumą, šilumos laidumas (maždaug 120– 150 W/(m · K )pavieniams kristalams), atsparumas oksidacijai, ir cheminis inertiškumas, todėl puikiai tinka šiurkščiam ir spinduliuojančiam šilumos išsklaidymui.
Jo didžiulė juosta (~ 3.3 eV 4H-SiC) papildomai užtikrina puikią elektros izoliaciją ir atsparumą radiacijai, padeda branduoliniams ir puslaidininkiniams kontekstams.
Įjungus į kompozitą, šios medžiagos rodo atitinkamą elgesį: Si trys N keturi pagerina patvarumą ir atsparumą pažeidimams, o SiC pagerina terminį administravimą ir atsparumą naudojimui.
Gauta mišrūnė keramika pasiekia pusiausvyrą, kurios neįmanoma pasiekti tik nė vienu etapu, sukurti aukštos kokybės konstrukcinį gaminį, pritaikytą ekstremalioms eksploatavimo sąlygoms.
1.2 Sudėtinis stilius ir mikrostruktūrų inžinerija
Si šešių N 4 išdėstymas– SiC junginiai užtikrina tikslią scenos cirkuliacijos kontrolę, grūdų morfologija, ir sąsajos sujungimas, siekiant maksimaliai padidinti bendradarbiavimo poveikį.
Apskritai, SiC pristatomas kaip puikus dalelių atramas (nuo submikrono iki 1 µm) Si keturių N4 matricoje, nors funkciškai įvertintos arba suskaidytos architektūros taip pat randamos specializuotoms programoms.
Sukepinimo metu– paprastai sukepinant dujų slėgiu (BENDROJI PRAKTIKA) arba šiltas stumdymas– SiC bitai turi įtakos β-Si dviejų N keturių grūdelių branduolių susidarymui ir vystymosi kinetikai, dažnai skatina smulkesnes ir dar nuosekliau orientuotas mikrostruktūras.
Šis patobulinimas pagerina mechaninį homogeniškumą ir sumažina defektų dydį, padidina stiprumą ir patikimumą.
Svarbus sąsajų suderinamumas tarp dviejų etapų; dėl to, kad abu yra kovalentiniai porcelianai, turintys panašią kristalografinę pusiausvyrą ir šiluminę raidą, jie sukuria sistemingas arba pusiau nuoseklias ribas, kurios atlaiko ryšius po partijomis.
Priedai, tokie kaip itrija (Y ₂ O TRYS) ir aliuminio oksidas (Al du O ₃) yra naudojami kaip sukepinimo pagalba reklamuojant Si keturių N ₄ tankinimą skystoje fazėje, nepakenkiant SiC saugumui.
Tačiau, per daug papildomų etapų gali pabloginti aukštos temperatūros efektyvumą, todėl reikia maksimaliai padidinti sudėtį ir apdorojimą, kad būtų kuo mažiau glazūruotų grūdelių ribų.
2. Apdorojimo būdai ir tankinimo iššūkiai
( Silicio nitrido ir silicio karbido kompozicinė keramika)
2.1 Miltelių paruošimo darbai ir formavimo būdai
Aukštos kokybės Si Two N 4– SiC kompozitai prasideda homogeniškai maišant itin smulkų, didelio grynumo milteliai, naudojant šlapią apvalų malimą, dilimo frezavimas, arba ultragarso dispersija organinėse arba skystose terpėse.
Norint išvengti SiC susikaupimo, būtina užtikrinti nuoseklų sklaidą, kurie gali veikti kaip nerimo koncentratoriai ir sumažinti lūžių stiprumą.
Rišikliai ir dispergentai padeda palaikyti suspensijas formuojant tokias strategijas kaip slydimas., juostos platinimas, arba šratinio liejimo, priklausomai nuo norimos elemento geometrijos.
Žalieji kūnai po to kruopščiai išdžiovinami ir nulupami, kad būtų pašalintos organinės medžiagos prieš sukepinimą, procesas, kuriam reikalingas reguliuojamas namų šildymo rodiklis, kad būtų išvengta skilimo ar deformacijos.
Beveik tinklinės formos gamybai, atsiranda papildomų metodų, tokių kaip rišiklio purškimas arba stereolitografija, leidžia sukurti sudėtingas geometrijas, kurios anksčiau nebuvo pasiekiamos naudojant tradicinį keramikos apdirbimą.
Šiems metodams reikia pritaikytų žaliavų su maksimalia reologija ir ekologišku kietumu, dažnai naudojamas iš polimero pagamintas porcelianas arba šviesai jautrios medžiagos, supakuotos sudėtiniais milteliais.
2.2 Sukepinimo įrenginiai ir scenos apsauga
Si Six N FOUR tankinimas– SiC kompozitai yra sudėtingi dėl kieto kovalentinio ryšio ir minimalios savaiminės azoto ir anglies difuzijos esant naudingoms temperatūroms.
Skystosios fazės sukepinimas naudojant retųjų žemių arba šarminių planetų oksidus (pvz., Y DU O ŠEŠI, MgO) sumažina eutektinės temperatūros lygį ir pagerina masės transportavimą dėl trumpalaikio silikato atšildymo.
Esant dujų stresui (paprastai 1– 10 MPa N ₂), šis lydalas palengvina persitvarkymą, tirpalas-nusodinimas, ir paskutinis tankinimas, tuo pačiu sumažinant Si irimą keturi N KETURI.
SiC turi įtakos skystos fazės klampumui ir drėkinamumui, galbūt keičiasi grūdų augimo anizotropija ir paskutinė išvaizda.
Šilumos apdorojimas po sukepinimo gali būti susijęs su pasikartojančiomis amorfinėmis fazėmis grūdelių ribose, padidina mechanines savybes aukštoje temperatūroje ir atsparumą oksidacijai.
Rentgeno spindulių difrakcija (XRD) ir skenuojanti elektroninė mikroskopija (KURI) yra nuosekliai naudojami stadijos grynumui patvirtinti, nepageidaujamų antrųjų etapų trūkumas (pvz., Si du N DU O), ir vienoda mikrostruktūra.
3. Mechaninis ir terminis efektyvumas pagal sklypus
3.1 Ištvermė, Jėga, ir atsparumas išsekimui
Jei orkaitė N 4– SiC kompozitai pasižymi geresnėmis mechaninėmis savybėmis, palyginti su monolitiniais porcelianais, kurių lenkimo stipris viršija 800 MPa ir lūžio tvirtumo vertės pasiekia 7– 9 MPa · m 1ST/².
Stiprėjantis SiC fragmentų rezultatas trukdo netinkamam judėjimui ir lūžių dauginimuisi, o pailgi Si du N keturi grūdeliai lieka sustiprinti per ištraukimo ir sujungimo įtaisus.
Dėl šio dvigubo grūdinimo metodo medžiaga yra ypač atspari smūgiams, terminis dviratis, ir mechaninis nuovargis– gyvybiškai svarbus besisukantiems elementams ir konstrukciniams komponentams aviacijos ir energetikos sistemose.
Atsparumas šliaužimui išlieka maždaug puikus 1300 °C, priskiriamas kovalentinio tinklo stabilumui ir sumažėjusiam grūdų krašto slydimui, kai amorfinės fazės nuleidžiamos.
Tvirtumo vertės paprastai skiriasi nuo 16 į 19 GPa, užtikrina puikų atsparumą dilimui ir skilimui abrazyvinėse aplinkose, tokiose kaip smėliu apkrautos cirkuliacijos arba sklandantys posūkiai.
3.2 Šiluminis administravimas ir aplinkos patvarumas
SiC pridėjimas žymiai padidina kompozito šilumos laidumą, dažnai dvigubai daugiau nei gryno Si šeši N KETURI (kuris svyruoja nuo 15– 30 W/(m · K) )iki 40– 60 W/(m · K) priklausomai nuo SiC žiniatinklio turinio ir mikrostruktūros.
Šis padidintas šilumos perdavimo pajėgumas leidžia daug patikimiau valdyti šilumą tose dalyse, kurios atskleidžiamos dėl intensyvaus vietinio šildymo, pvz., degimo įdėklai arba į plazmą nukreipti komponentai.
Kompozitas išlaiko matmenų saugumą esant staigiems šiluminiams gradientams, atsparus skilimui ir lūžimui dėl suderinto šiluminio vystymosi ir didelio šiluminio smūgio parametro (R vertė).
Atsparumas oksidacijai yra papildomas esminis pranašumas; SiC sudaro apsauginį silicio dioksidą (SiO ₂) sluoksnį veikiant deguoniui aukštesnėje temperatūroje, kuris dar labiau sutankina ir užtikrina paviršiaus ploto problemas.
Šis pasyvus sluoksnis apsaugo ir SiC, ir Si Three N 4 (kuris papildomai oksiduojasi iki SiO ₂ ir N ₂), užtikrina ilgalaikį patvarumą ore, sunkūs garai, ar degančią atmosferą.
4. Programos ir ateities techninės trajektorijos
4.1 Aviacijos erdvė, Energija, ir pramoninės sistemos
Si Du N KETURI– SiC junginiai palaipsniui diegiami naujos kartos dujų generatoriuose, kur jie leidžia aukštesnę darbinę temperatūrą, padidino kuro efektyvumą, ir sumažintas aušinimo poreikis.
Elementai, tokie kaip vėjo turbinos mentės, degimo kamerų įdėklai, ir purkštukų kreipiančiosios mentelės įgyja produkto gebėjimo atlaikyti šiluminį važiavimą dviračiu ir mechaninę apkrovą be esminio gedimo.
Atominėse elektrinėse, ypač aukštos temperatūros dujomis aušinami reaktoriai (HTGR), šie kompozitai veikia kaip dujinė danga arba architektūrinė atrama dėl savo atsparumo neutronų spinduliuotei ir dalijimosi elementų sulaikymo.
Pramoniniuose įrenginiuose, jie naudojami suskystinto plieno tvarkymui, krosnies baldai, ir dilimui atsparūs purkštukai ir guoliai, kur standartiniai metalai tikrai pritrūktų per anksti.
Jų lengvas pobūdis (storis ~ 3.2 g/cm PENKI) Be to, jie yra patrauklūs aviacijos ir kosmoso varomiesiems ir hipergarsiniams automobilių komponentams, veikiamiems aeroterminio šildymo.
4.2 Išplėstinė gamyba ir daugiafunkcinis integravimas
Naujame tyrime daugiausia dėmesio skiriama funkciniu požiūriu įvertinto Si six N FOUR kūrimui– SiC karkasai, kur struktūra skiriasi erdviškai, kad padidintų šilumą, mechaninis, arba elektromagnetinės gyvenamosios savybės visame viename elemente.
Mišrūnų sistemos, įskaitant CMC (keraminės matricos kompozitas) architektūros su pluošto sutvirtinimu (pvz., SiC_f/ SiC– Si Penki N 4) suspausti atsparumo pažeidimams ir įtempimo iki gedimo ribas.
Papildoma šių junginių gamyba leidžia sukurti pagal topologiją optimizuotus šilumokaičius, mikroreaktoriai, ir regeneraciniai oro kondicionavimo kanalai su vidinėmis grotelių struktūromis, kurių neįmanoma pasiekti apdirbant.
Be to, dėl jų pagrindinių dielektrinių pastatų ir šiluminio saugumo jie yra kandidatai į radarams permatomus aptakus ir anteninius namų langus didelės spartos platformose.
Augant poreikiams gaminiams, kurie patikimai veiktų esant ekstremalioms termomechaninėms apkrovoms, Jei orkaitė N 4– SiC junginiai reiškia esminę pažangą keramikos inžinerijoje, derinant efektyvumą su funkcionalumu viename, ilgalaikė platforma.
Apibendrinant, silicio nitridas– Silicio karbido kompozicinė keramika demonstruoja medžiagų galią pagal dizainą, išnaudojant ištvermę 2 novatoriškas porcelianas, skirtas gaminti hibridinę sistemą, galinčią augti sunkiausiose funkcinėse atmosferose.
Jų nuolatinė pažanga neabejotinai atliks pagrindinę funkciją prieš švarią energiją, kosmoso, ir komercinės modernios technologijos XXI a.
5. Pardavėjas
TRUNNANO yra sferinių volframo miltelių tiekėjas 12 ilgametė patirtis nanopastatų energijos taupymo ir nanotechnologijų kūrimo srityse. Jis priima mokėjimą kreditine kortele, T/T, West Union ir Paypal. „Trunnano“ išsiųs prekes klientams į užsienį per „FedEx“., DHL, oru, arba jūra. Jei norite sužinoti daugiau apie sferinius volframo miltelius, nedvejodami susisiekite su mumis ir atsiųskite užklausą.
Žymos: Silicio nitrido ir silicio karbido kompozicinė keramika, Si3N4 ir SiC, pažangi keramika
Visi straipsniai ir nuotraukos yra iš interneto. Jei yra kokių nors autorių teisių problemų, susisiekite su mumis laiku, kad ištrintumėte.
Pasiteiraukite mūsų