1. Структури на производи и соработнички дизајн
1.1 Внатрешни квалитети на составните фази
(Силикон нитрид и силициум карбид композитна керамика)
Силициум нитрид (Ако рерната N ₄) и силициум карбид (SiC) и двете се ковалентно врзани, неоксидни порцелани познати по нивната извонредна ефикасност при високи температури, деструктивни, и механички бара поставки.
Силиконскиот нитрид покажува импресивна издржливост при фрактура, отпорност на термички шок, и стабилност при лази поради неговата уникатна микроструктура составена од продолжени β-Si шест N четири зрна кои овозможуваат отклонување на фрактурата и системи за поврзување.
Приближно ја задржува цврстината 1400 ° C и поседува релативно низок коефициент на термичка експанзија (~ 3.2 × 10 6/ К), намалување на топлинските тензии при брзи температурни модификации.
Од друга страна, силициум карбид користи врвна цврстина, топлинска спроводливост (приближно 120– 150 W/(m · К )за осамени кристали), отпорност на оксидација, и хемиска инертност, што го прави одличен за апликации за груба и радијативна топла дисипација.
Неговиот огромен бандаж (~ 3.3 eV за 4H-SiC) дополнително дава одлична електрична изолација и толеранција на зрачење, корисни во нуклеарни и полупроводнички контексти.
Кога се вградува во композит, овие материјали покажуваат соодветно однесување: Si three N four ја подобрува издржливоста и ја оштетува отпорноста, додека SiC ја подобрува термичката администрација и отпорноста на употреба.
Резултирачката вкрстена керамика постигнува рамнотежа која е недостижна само за која било фаза, создавање на структурен производ со високи перформанси прилагоден за екстремни услови за услуга.
1.2 Комбиниран стил и микроструктурно инженерство
Распоредот на Si six N ₄– SiC соединенијата повлекува точна контрола врз етапната циркулација, морфологија на зрната, и меѓусебно поврзување за да се максимизираат влијанијата во соработка.
Општо земено, SiC е воведен како голема поддршка за честички (кои се движат од подмикрон до 1 µm) во рамките на матрицата Si четири N 4, иако функционално оценети или поделени архитектури се исто така откриени за специјализирани апликации.
За време на синтерување– типично преку синтерување под притисок на гас (ОПШТ ЛЕК) или топло туркање– SiC битови влијаат на нуклеација и развој на кинетиката на β-Si две N четири зрна, често промовирајќи пофини и уште поконзистентно ориентирани микроструктури.
Оваа префинетост ја подобрува механичката хомогеност и ја минимизира големината на дефектот, додавајќи подобра сила и сигурност.
Интерфејсната компатибилност помеѓу двете фази е важна; поради фактот што и двата се ковалентни порцелани со слична кристалографска рамнотежа и однесување на термички развој, тие создаваат систематски или полу-кохерентни граници кои се спротивставуваат на одврзување под парцели.
Адитиви како што е итриа (Y ₂ O ТРИ) и Алумина (Ал два О ₃) се користат како помош за синтерување за рекламирање на згуснување во течна фаза на Si four N ₄ без да се загрози безбедноста на SiC.
Сепак, премногу дополнителни фази може да ја влошат ефикасноста на висока температура, така што составот и обработката треба да се максимизираат за да се минимизираат филмовите со границата со глазирани зрна.
2. Техники за обработка и предизвици за згуснување
( Силикон нитрид и силициум карбид композитна керамика)
2.1 Техники за работа и обликување на подготовка на прав
Високо квалитетен Si Two N ₄– SiC композитите започнуваат со хомогено мешање на ултрафини, прашоци со висока чистота користејќи влажно тркалезно мелење, глодање со трошење, или ултразвучна дисперзија во органски или течни медиуми.
Постигнувањето конзистентна дисперзија е од суштинско значење за да се избегне кластерот на SiC, кои можат да функционираат како концентратори на вознемиреност и помала јачина на фрактура.
Средствата за врзување и дисперзанти се придонесуваат за поддршка на суспензии за формирање стратегии како што е лиење на лизгање, ширење на лента, или шут калапи, во зависност од посакуваната геометрија на елементот.
Зелените тела потоа внимателно се сушат и се одврзуваат за да се отстранат органските материи пред синтерување, процес кој има потреба од регулирани стапки на греење на домот за да се спречи расцепување или искривување.
За производство речиси во форма на мрежа, Се појавуваат адитивни техники како што е млазот на врзиво или стереолитографија, што го прави возможно за комплицирани геометрии порано неостварливи со традиционалната керамичка обработка.
Овие техники имаат потреба од приспособени суровини со максимална реологија и еколошка цврстина, често вклучува порцелани добиени од полимер или фотосензитивни материјали спакувани со композитни прашоци.
2.2 Уреди за синтерување и безбедност на сцената
Згуснување на Si Six N FOUR– SiC композитите се предизвик поради цврстото ковалентно поврзување и минималната самодифузија на азот и јаглерод на корисни температурни нивоа.
Синтерување во течна фаза со користење на оксиди од ретки земји или алкални планети (на пр., Д ДВА И ШЕСТ, MgO) го намалува нивото на еутектичка температура и го подобрува транспортот на масата со минливо силикатно топење.
Под стрес на гас (обично 1– 10 MPa N 2), ова топење го олеснува преуредувањето, раствор-талог, и последно згуснување додека се намалува дезинтеграцијата на Si four N FOUR.
Присуството на SiC влијае на вискозноста и навлажливоста на течната фаза, евентуално менување на анизотропијата на растот на зрната и последниот изглед.
Третманите со топлина по синтерување може да бидат поврзани со оформувањето на повторливите аморфни фази на границите на зрната, зајакнување на механичките својства на високи температури и отпорност на оксидација.
Дифракција на Х-зраци (XRD) и скенирачка електронска микроскопија (КОИ) постојано се користат за да се потврди чистотата на сцената, недостаток на непожелни втори фази (на пр., Си два N ДВЕ О), и униформа микроструктура.
3. Механичка и термичка ефикасност под многу
3.1 Издржливост, Сила, и Отпорност на исцрпеност
Ако рерната N ₄– SiC композитите покажуваат супериорни механички перформанси во контраст со монолитните порцелани, со јакости на виткање што надминуваат 800 Вредностите на MPa и цврстина на фрактура достигнуваат до 7– 9 MPa · m 1ST/ ².
Зајакнувачкиот резултат на фрагментите на SiC го попречува движењето со погрешно поставување и пролиферацијата на фрактури, додека издолжените Si две N четири зрна остануваат да обезбедат зајакнување преку уреди за извлекување и поврзување.
Овој пристап со двојно зацврстување предизвикува материјал исклучително отпорен на удар, термички циклус, и механички замор– од витално значење за ротирачките елементи и структурните компоненти во воздушната и електроенергетските системи.
Отпорот на лази останува извонреден приближно 1300 ° C, се припишува на стабилноста на ковалентната мрежа и намаленото лизгање на границата на зрната кога се спуштаат аморфните фази.
Вредностите на цврстината генерално варираат од 16 до 19 GPa, обезбедувајќи извонредна отпорност на абење и распаѓање во абразивни средини како што се циркулации натоварени со песок или лизгачки повици.
3.2 Термичка администрација и издржливост на животната средина
Додавањето на SiC значително ја зголемува топлинската спроводливост на композитот, често удвојувајќи го оној на чистиот Si six N FOUR (која се движи од 15– 30 W/(m · К) )до 40– 60 W/(m · К) во зависност од веб-содржината и микроструктурата на SiC.
Овој засилен капацитет за топол пренос овозможува многу посигурно термичко управување со делови откриени на интензивно локализирано загревање, како што се облоги за согорување или компоненти свртени кон плазма.
Композитот ја одржува димензионалната сигурност под стрмни термички градиенти, стоење на спалација и фрактура како резултат на усогласен термички развој и високи параметри на термички шок (R-вредност).
Отпорот на оксидација е дополнителна клучна предност; SiC формира заштитна силика (SiO 2) слој при изложување на кислород при покачени температури, што уште повеќе ги згуснува и обезбедува проблемите со површината.
Овој пасивен слој ги заштитува и SiC и Si Three N ₄ (кој дополнително оксидира до SiO 2 и N 2), обезбедувајќи долгорочна издржливост во воздухот, тешка пареа, или запалени атмосфери.
4. Апликации и идни технички траектории
4.1 Воздухопловна, Енергија, и Индустриски системи
Si Two N FOUR– SiC соединенијата прогресивно се распоредуваат во генераторите на гас од следната генерација, каде што овозможуваат повисоки работни температури, зголемена ефикасност на горивото, и минимизирани барања за ладење.
Елементи како што се лопатките на турбината на ветер, облоги за согорување, и лопатките за млазници добиваат од способноста на производот да издржи термички велосипед и механичко оптоварување без значителна деградација.
Во атомските централи, особено реактори со гасно ладење со висока температура (HTGRs), овие композити делуваат како гасна обвивка или архитектонски потпори поради нивната отпорност на неутронско зрачење и способноста за задржување на фисијата.
Во индустриски поставки, тие се користат при ракување со течен челик, мебел за печка, и прскалки и лежишта отпорни на абење, каде стандардните метали сигурно би паднале прерано.
Нивната лесна природа (дебелина ~ 3.2 g/cm ПЕТ) исто така ги прави привлечни за воздушниот погон и хиперсоничните автомобилски компоненти кои подлежат на аеротермално загревање.
4.2 Напредно производство и мултифункционална интеграција
Студијата што се појавува се концентрира на развивање на функционално оценет Si six N FOUR– SiC рамки, каде структурата се разликува просторно за да се подобри топлинската, механички, или електро-магнетни станбени својства низ еден елемент.
Вкрстени системи вклучувајќи CMC (композит од керамичка матрица) архитектури со зајакнување на влакна (на пр., SiC_f/ SiC– Si Five N ₄) притиснете ги границите на толеранција на оштетување и напор до дефект.
Адитивното производство на овие соединенија овозможува тополошки оптимизирани разменувачи на топлина, микрореактори, и регенеративни канали за климатизација со внатрешни решетки структури кои не се остварливи преку обработка.
Покрај тоа, нивните основни диелектрични згради и топлинска безбедност ги прават кандидати за радарски транспарентни радоми и антени домашни прозорци во платформи со голема брзина.
Како што растат потребите за производи кои сигурно се извршуваат при екстремни термомеханички оптоварувања, Ако рерната N ₄– Соединенијата на SiC претставуваат критичен напредок во керамичкото инженерство, комбинирање на ефективноста со функционалноста во сингл, трајна платформа.
Како заклучок, силициум нитрид– силициум карбид композитната керамика ја покажува моќта на материјалите по дизајн, искористување на издржливоста на 2 иновативни порцелани за производство на хибриден систем со способност за одгледување во најтешки функционални атмосфери.
Нивното континуирано унапредување сигурно ќе има главна функција пред време за чиста моќ, воздушната, и комерцијални модерни технологии во 21 век.
5. Продавач
TRUNNANO е снабдувач на топчест волфрам во прав со над 12 долгогодишно искуство во зачувување на енергијата во нано-градежништвото и развој на нанотехнологијата. Прифаќа плаќање преку кредитна картичка, Т/Т, West Union и Paypal. Трунано ќе ја испорача стоката до клиентите во странство преку FedEx, DHL, по воздушен пат, или по море. Ако сакате да дознаете повеќе за топчестиот волфрам во прав, Ве молиме слободно контактирајте со нас и испратете барање.
Тагови: Силикон нитрид и силициум карбид композитна керамика, Si3N4 и SiC, напредна керамика
Сите статии и слики се од Интернет. Ако има некакви проблеми со авторските права, ве молиме контактирајте со нас на време за да го избришете.
Прашајте не