සිලිකන් නයිට්‍රයිඩ්-සිලිකන් කාබයිඩ් සංයෝග: ආන්තික පරිසරය සඳහා ඉහළ-එන්ට්‍රොපි සෙරමික් සෙරමික් ක්‍රූසිබල්

1. නිෂ්පාදන ව්යුහයන් සහ සහයෝගීතා නිර්මාණය

1.1 සංඝටක අදියරවල ආවේණික ගුණාංග

(සිලිකන් නයිට්රයිඩ් සහ සිලිකන් කාබයිඩ් සංයුක්ත සෙරමික්)

සිලිකන් නයිට්රයිඩ් (අවන් N ₄ නම්) සහ සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC) දෙකම සහසංයුජව බැඳී ඇත, ඔක්සයිඩ් නොවන පෝසිලේන් ඉහළ උෂ්ණත්වයේ කැපී පෙනෙන කාර්යක්ෂමතාව සඳහා ප්‍රසිද්ධය, විනාශකාරී, සහ යාන්ත්රිකව අවශ්ය සැකසුම්.

සිලිකන් නයිට්‍රයිඩ් ආකර්ෂණීය අස්ථි බිඳීමේ කල්පැවැත්මක් පෙන්නුම් කරයි, තාප කම්පන ප්රතිරෝධය, සහ creep ස්ථායීතාවය එහි අද්විතීය ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය නිසා විස්තීරණ β-Si හය N හතරකින් සමන්විත වන අතර එමඟින් අස්ථි බිඳීම සහ සම්බන්ධ කිරීමේ පද්ධති සක්‍රීය කරයි..

එය දෘඪතාව ආසන්න වශයෙන් තබා ගනී 1400 ° C සහ සාපේක්ෂව අඩු තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකයක් ඇත (~ 3.2 × 10 ⁻⁶/ කේ), වේගවත් උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් වලදී තාප ආතතිය අඩු කිරීම.

අනිත් අතට, සිලිකන් කාබයිඩ් වාරික දෘඪතාව භාවිතා කරයි, තාප සන්නායකතාව (ආසන්න වශයෙන් 120– 150 W/(m · කේ )හුදකලා ස්ඵටික සඳහා), ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධය, සහ රසායනික උදාසීනත්වය, රළු සහ විකිරණශීලී උණුසුම් විසර්ජන යෙදුම් සඳහා එය විශිෂ්ට කරයි.

එහි විශාල කලාප පරතරය (~ 3.3 4H-SiC සඳහා eV) අතිරේකව විශිෂ්ට විදුලි පරිවාරකයක් සහ විකිරණ ඉවසීමක් ලබා දෙයි, න්‍යෂ්ටික සහ අර්ධ සන්නායක සන්දර්භවලදී උපකාරී වේ.

සංයුක්තයකට ඇතුළත් කළ විට, මෙම ද්රව්ය අනුරූප හැසිරීම් පෙන්වයි: Si three N four කල්පැවැත්ම වැඩි දියුණු කරන අතර ප්‍රතිරෝධයට හානි කරයි, SiC තාප පරිපාලනය සහ භාවිතය ප්‍රතිරෝධය වැඩි කරයි.

එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන දෙමුහුන් පිඟන් මැටි එක් අදියරකින් පමණක් අත් කරගත නොහැකි සමතුලිතතාවයක් ලබා ගනී., ආන්තික සේවා කොන්දේසි සඳහා සකස් කරන ලද ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ව්යුහාත්මක නිෂ්පාදනයක් නිර්මාණය කිරීම.

1.2 සංයුක්ත ශෛලිය සහ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහාත්මක ඉංජිනේරු විද්‍යාව

Si හය N ₄ හි පිරිසැලසුම– SiC සංයෝග අදියර සංසරණය පිළිබඳ නිශ්චිත පාලනයක් ලබා දෙයි, ධාන්ය රූප විද්යාව, සහ සහයෝගී බලපෑම් උපරිම කිරීම සඳහා අන්තර් මුහුණත බන්ධනය.

පොදුවේ, SiC හඳුන්වා දී ඇත්තේ විශිෂ්ට අංශු ආධාරකයක් ලෙස ය (submicron සිට දක්වා 1 µm) Si හතර N ₄ න්‍යාසයක් තුළ, විශේෂිත යෙදුම් සඳහා ක්‍රියාකාරී ලෙස ශ්‍රේණිගත කර ඇති හෝ බෙදුණු ගෘහනිර්මාණ ශිල්ප ද ඒ හා සමානව සොයා ගනු ලැබේ.

සින්ටර් කිරීමේදී– සාමාන්යයෙන් වායු පීඩන සින්ටර් කිරීම හරහා (සාමාන්‍ය වෛද්‍යවරයා) හෝ උණුසුම් තල්ලු කිරීම– SiC බිටු β-Si දෙක N හතරේ න්‍යෂ්ටිය හා සංවර්ධන චාලකයට බලපායි., සියුම් සහ ඊටත් වඩා ස්ථාවර ලෙස නැඹුරු වූ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයන් නිතර ප්‍රවර්ධනය කිරීම.

මෙම ශෝධනය යාන්ත්රික සමජාතීයතාවය වැඩි දියුණු කරන අතර දෝෂ ප්රමාණය අවම කරයි, වඩා හොඳ ශක්තියක් සහ විශ්වසනීයත්වයක් එකතු කිරීම.

අදියර දෙක අතර අන්තර් මුහුණත අනුකූලතාව වැදගත් වේ; දෙකම සමාන ස්ඵටිකරූපී සමතුලිතතාවය සහ තාප සංවර්ධන හැසිරීම් සහිත සහසංයුජ පෝසිලේන් නිසා, ඔවුන් කැබලි අක්ෂර යටතේ බන්ධනය වීමට නැගී සිටින ක්‍රමානුකූල හෝ අර්ධ සංගත මායිම් නිර්මාණය කරයි.

ytria වැනි අතිෙර්ක (Y ₂ O තුන) සහ ඇලුමිනා (Al දෙක O ₃) SiC හි ආරක්ෂාවට හානියක් නොවන පරිදි Si හතර N ₄ හි ද්‍රව-අදියර ඝනත්වය ප්‍රචාරණය කිරීමට සින්ටර් කිරීමේ උපකාරයක් ලෙස භාවිතා කෙරේ..

කෙසේ වෙතත්, වැඩිපුර අමතර අදියර ඉහළ උෂ්ණත්ව කාර්යක්ෂමතාව පිරිහීමට හේතු විය හැක, එබැවින් ග්ලැසියර ධාන්ය මායිම් චිත්රපට අවම කිරීම සඳහා සංයුතිය සහ සැකසීම උපරිම කළ යුතුය.

2. සැකසුම් ශිල්පීය ක්රම සහ ඝනත්ව අභියෝග

( සිලිකන් නයිට්රයිඩ් සහ සිලිකන් කාබයිඩ් සංයුක්ත සෙරමික්)

2.1 කුඩු සූදානම් කිරීමේ වැඩ සහ හැඩගැන්වීමේ තාක්ෂණය

ඉහළ ශ්‍රේණියේ Si Two N ₄– SiC සංයුක්තයන් ආරම්භ වන්නේ අල්ට්‍රාෆයින් සමජාතීය මිශ්‍ර කිරීමෙනි, තෙත් රවුම් ඇඹරීම භාවිතා කරන ඉහළ පිරිසිදු කුඩු, ඇට්රිෂන් ඇඹරීම, හෝ කාබනික හෝ දියර මාධ්යවල අතිධ්වනික විසරණය.

SiC පොකුර වළක්වා ගැනීම සඳහා ස්ථාවර විසරණයක් ලබා ගැනීම අත්‍යවශ්‍ය වේ, කාංසාව සාන්ද්‍රකාරක ලෙස ක්‍රියා කළ හැකි අතර අස්ථි බිඳීමේ ශක්තිය අඩු කරයි.

ස්ලිප් වාත්තු කිරීම වැනි උපාය මාර්ග සැකසීම සඳහා අත්හිටුවීම් සඳහා සහාය වීමට බයින්ඩර් සහ විසුරුම දායක වේ., ටේප් පැතිරීම, හෝ වෙඩි තැබීම, අපේක්ෂිත මූලද්රව්ය ජ්යාමිතිය මත පදනම්ව.

හරිත සිරුරු සින්ටර් කිරීමට පෙර කාබනික ද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම සඳහා ප්‍රවේශමෙන් වියළා ඉවත් කරනු ලැබේ, බෙදීම හෝ විකෘති වීම වැළැක්වීම සඳහා නියාමනය කරන ලද නිවාස තාපන අනුපාත අවශ්‍ය ක්‍රියාවලියකි.

Neet-shape නිෂ්පාදනය සඳහා, binder jetting හෝ stereolithography වැනි ආකලන ශිල්පීය ක්‍රම මතුවෙමින් තිබේ, සාම්ප්‍රදායික පිඟන් මැටි සැකසුම් සමඟ කලින් සාක්ෂාත් කරගත නොහැකි වූ සංකීර්ණ ජ්‍යාමිතිය සඳහා හැකි වීම.

මෙම ශිල්පීය ක්‍රම සඳහා උපරිම භූ විද්‍යාව සහ පරිසර හිතකාමී දෘඪතාව සහිත අභිරුචි කළ ආහාර ද්‍රව්‍ය අවශ්‍ය වේ., බහු අවයවික-ව්‍යුත්පන්න පෝසිලේන් හෝ සංයුක්ත කුඩු වලින් ඇසුරුම් කරන ලද ප්‍රභා සංවේදී ද්‍රව්‍ය නිතර ඇතුළත් වේ.

2.2 සින්ටර් කිරීමේ උපාංග සහ වේදිකා ආරක්ෂාව

Si Six N FOUR ඝනත්වය– ප්‍රයෝජනවත් උෂ්ණත්ව මට්ටම්වලදී නයිට්‍රජන් සහ කාබන්වල ඝන සහසංයුජ බන්ධන සහ අවම ස්වයං-විසරණය හේතුවෙන් SiC සංයෝග අභියෝගාත්මක වේ..

දුර්ලභ පෘථිවි හෝ ක්ෂාරීය ග්‍රහලෝක ඔක්සයිඩ භාවිතයෙන් ද්‍රව-අදියර සින්ටර් කිරීම (උදා., Y TWO O SIX, MgO) eutectic උෂ්ණත්ව මට්ටම අඩු කරන අතර තාවකාලික සිලිකේට් දියවීමකින් මහා ප්‍රවාහනය වැඩි දියුණු කරයි.

ගෑස් ආතතිය යටතේ (සාමාන්යයෙන් 1– 10 MPa N ₂), මෙම දියවීම නැවත සකස් කිරීම පහසු කරයි, විසඳුම-වර්ෂාපතනය, සහ Si හතර N FOUR හි විඝටනය අඩු කරන අතරතුර අවසාන ඝනත්වය.

SiC පැවතීම ද්‍රව අවධියේ දුස්ස්රාවීතාවයට සහ තෙත් බව කෙරෙහි බලපායි, ධාන්‍ය වර්ධන ඇනිසොට්‍රොපි සහ අවසාන පෙනුම වෙනස් විය හැක.

ධාන්‍ය මායිම්වල පුනරාවර්තන අස්ඵටික අවධිවල හැඩය ගැනීම සඳහා පශ්චාත් සින්ටර් උණුසුම් ප්‍රතිකාර සම්බන්ධ විය හැක., ඉහළ උෂ්ණත්ව යාන්ත්රික ගුණ සහ ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධය වැඩි කිරීම.

එක්ස් කිරණ විවර්තනය (XRD) සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය පරිලෝකනය කිරීම (කුමන) අදියර සංශුද්ධතාවය තහවුරු කිරීම සඳහා නිරන්තරයෙන් භාවිතා වේ, නුසුදුසු දෙවන අදියර නොමැතිකම (උදා., Si දෙක N TWO O), සහ ඒකාකාර ක්ෂුද්ර ව්යුහය.

3. කැබලි අක්ෂර යටතේ යාන්ත්රික හා තාප කාර්යක්ෂමතාව

3.1 ශක්තිය, ශක්තිය, සහ වෙහෙසට ඔරොත්තු දීම

උඳුන N ₄ නම්– SiC සංයුක්තයන් මොනොලිතික් පෝසිලේන් වලට වඩා උසස් යාන්ත්‍රික ක්‍රියාකාරිත්වයක් පෙන්වයි, නම්‍යශීලී ශක්තීන් ඉක්මවා ඇත 800 MPa සහ අස්ථි බිඳීමේ දෘඪතාව අගයන් 7 දක්වා ඉහළ යයි– 9 MPa · m 1ST/².

SiC කොටස්වල ශක්තිමත් කිරීමේ ප්‍රතිඵලය අස්ථාන චලනය හා අස්ථි බිඳීම් ව්‍යාප්තියට බාධා කරයි., දික් වූ Si දෙකක් N ධාන්‍ය හතරක් ඉතිරිව ඇති අතර එය ඇදගෙන යාම සහ සම්බන්ධ කිරීමේ උපාංග හරහා ශක්තිමත් කිරීම සපයයි.

මෙම ද්විත්ව දැඩි කිරීමේ ප්‍රවේශය බලපෑමට අතිශයින් ප්‍රතිරෝධී ද්‍රව්‍යයක් ඇති කරයි, තාප බයිසිකල් පැදීම, සහ යාන්ත්රික තෙහෙට්ටුව– අභ්‍යවකාශ සහ බල පද්ධතිවල භ්‍රමණය වන මූලද්‍රව්‍ය සහ ව්‍යුහාත්මක සංරචක සඳහා අත්‍යවශ්‍ය වේ.

ක්‍රීප් ප්‍රතිරෝධය ආසන්න වශයෙන් කැපී පෙනේ 1300 ° සී, සහසංයුජ ජාලයේ ස්ථායීතාවය සහ අස්ඵටික අවධීන් පහත හෙලන විට ධාන්‍ය මායිම් ලිස්සා යාම අඩුවීම හේතුවෙන්.

ස්ථීර අගයන් සාමාන්යයෙන් වෙනස් වේ 16 දක්වා 19 GPa, වැලි පිරවූ සංසරණ හෝ ලිස්සා යන ඇමතුම් වැනි උල්ෙල්ඛ පරිසරවල කැපී පෙනෙන ඇඳුම් සහ විඝටන ප්‍රතිරෝධය සැපයීම.

3.2 තාප පරිපාලනය සහ පාරිසරික කල්පැවැත්ම

SiC එකතු කිරීම සංයුක්තයේ තාප සන්නායකතාවය සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළ නංවයි, පිරිසිදු Si හය N FOUR ට වඩා නිතර දෙගුණ කරයි (15 සිට පරාසයක පවතී– 30 W/(m · කේ) )40 දක්වා– 60 W/(m · කේ) SiC වෙබ් අන්තර්ගතය සහ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය මත පදනම්ව.

මෙම ඉහළ නැංවූ උණුසුම් හුවමාරු ධාරිතාව දැඩි දේශීය උණුසුම සඳහා හෙළිදරව් කරන ලද කොටස්වල වඩාත් විශ්වාසදායක තාප කළමනාකරණයට ඉඩ සලසයි., දහන ලයිනර් හෝ ප්ලාස්මා මුහුණත සංරචක වැනි.

සංයුක්තය දැඩි තාප අනුක්‍රමණය යටතේ මාන ආරක්‍ෂාව පවත්වාගෙන යයි, ගැළපෙන තාප සංවර්ධනයේ සහ ඉහළ තාප කම්පන පරාමිතියක ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ස්පන්දනයට සහ කැඩීමට නැගී සිටීම (R අගය).

ඔක්සිකරණ ප්රතිරෝධය අතිරේක තීරණාත්මක වාසියකි; SiC ආරක්ෂිත සිලිකා සාදයි (SiO ₂) ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ඔක්සිජන් නිරාවරණය මත ස්ථරය, මතුපිට ප්‍රදේශයේ ගැටළු වඩාත් ඝනීභවනය කර සුරක්ෂිත කරයි.

මෙම උදාසීන ස්තරය SiC සහ Si Three N ₄ යන දෙකම ආරක්ෂා කරයි (එය අතිරේකව SiO ₂ සහ N ₂ දක්වා ඔක්සිකරණය වේ), වාතයේ දිගුකාලීන කල්පැවැත්ම සහතික කිරීම, අධික වාෂ්ප, හෝ දැවෙන වායුගෝලය.

4. යෙදුම් සහ අනාගත තාක්ෂණික ගමන් මාර්ග

4.1 අභ්යවකාශය, බලශක්තිය, සහ කාර්මික පද්ධති

Si Two N FOUR– මීළඟ පරම්පරාවේ ගෑස් උත්පාදක යන්ත්‍රවල SiC සංයෝග ක්‍රමානුකූලව යොදවනු ලැබේ, එහිදී ඔවුන් වැඩි මෙහෙයුම් උෂ්ණත්වයකට ඉඩ සලසයි, ඉන්ධන කාර්යක්ෂමතාව ඉහළ නැංවීය, සහ සිසිලන ඉල්ලීම් අවම කර ඇත.

සුළං ටර්බයින තල වැනි මූලද්රව්ය, දාහක ලයිනර්, සහ තුණ්ඩ මාර්ගෝපදේශක වෑන් රථ සැලකිය යුතු පිරිහීමකින් තොරව තාප බයිසිකල් පැදීම සහ යාන්ත්‍රික පැටවීම විඳදරාගැනීමේ නිෂ්පාදනයේ හැකියාවෙන් ලබා ගනී.

පරමාණුක බලාගාරවල, විශේෂයෙන් ඉහළ උෂ්ණත්ව වායු සිසිලන ප්රතික්රියාකාරක (HTGRs), මෙම සංයෝග ඒවායේ නියුට්‍රෝන ප්‍රකිරණ ප්‍රතිරෝධය සහ විඛණ්ඩන අයිතම රඳවා ගැනීමේ හැකියාව හේතුවෙන් වායු ආවරණ හෝ වාස්තු විද්‍යාත්මක ආධාරක ලෙස ක්‍රියා කරයි..

කාර්මික සැකසුම් තුළ, ඒවා ද්රව වානේ හැසිරවීමේදී භාවිතා වේ, උදුන ගෘහ භාණ්ඩ, සහ ඇඳීමට ඔරොත්තු දෙන තුණ්ඩ සහ ෙබයාරිං, එහිදී සම්මත ලෝහ ඉතා ඉක්මනින් අඩු වනු ඇත.

ඔවුන්ගේ සැහැල්ලු ස්වභාවය (ඝණකම ~ 3.2 g/cm පහයි) වායු තාප උණුසුමට යටත් වන අභ්‍යවකාශ ප්‍රචාලනය සහ හයිපර්සොනික් මෝටර් රථ සංරචක සඳහා ද ඒවා ආකර්ශනීය කරයි..

4.2 උසස් නිෂ්පාදන සහ බහුකාර්ය ඒකාබද්ධතාවය

නැගී එන අධ්‍යයනය අවධානය යොමු කරන්නේ ක්‍රියාකාරී ලෙස ශ්‍රේණිගත කළ Si හය N FOUR සංවර්ධනය කිරීම කෙරෙහි ය– SiC රාමු, තාප වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ව්යුහය අවකාශීයව වෙනස් වේ, යාන්ත්රික, හෝ තනි මූලද්රව්යයක් පුරා විද්යුත් චුම්භක නේවාසික ගුණාංග.

CMC ඇතුළු හරස් වර්ග පද්ධති (සෙරමික් matrix සංයුක්ත) තන්තු ශක්තිමත් කිරීම සහිත ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය (උදා., SiC_f/ SiC– Si පහ N ₄) හානි ඉවසීමේ සීමාවන් ඔබන්න.

මෙම සංයෝගවල ආකලන නිෂ්පාදනය ස්ථල විද්‍යාව-ප්‍රශස්ත උණුසුම හුවමාරු කිරීමට ඉඩ සලසයි, ක්ෂුද්ර ප්රතික්රියාකාරක, සහ යන්ත්‍රෝපකරණ හරහා ලබා ගත නොහැකි අභ්‍යන්තර දැලිස් වැඩ ව්‍යුහයන් සහිත පුනර්ජනනීය වායු සමීකරණ නාලිකා.

අතිරෙකව, ඔවුන්ගේ මූලික පාර විද්‍යුත් ගොඩනැගිලි සහ තාප ආරක්ෂාව ඔවුන් රේඩාර් විනිවිද පෙනෙන රේඩෝම් සහ අධිවේගී වේදිකාවල ඇන්ටෙනා ගෘහ ජනේල සඳහා අපේක්ෂකයින් බවට පත් කරයි.

අධික තාප යාන්ත්‍රික බර යටතේ විශ්වාසදායක ලෙස ක්‍රියාත්මක වන නිෂ්පාදන සඳහා අවශ්‍යතා වර්ධනය වන විට, අවන් N ₄ නම්– SiC සංයෝග සෙරමික් ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ තීරණාත්මක දියුණුවක් සඳහා පෙනී සිටියි, තනි ක්‍රියාකාරීත්වය සමඟ සඵලතාවය ඒකාබද්ධ කිරීම, කල් පවත්නා වේදිකාව.

අවසන් තීරණයේ දී, සිලිකන් නයිට්රයිඩ්– සිලිකන් කාබයිඩ් සංයුක්ත පිඟන් මැටි ද්‍රව්‍ය-නිර්මාණයේ බලය ප්‍රදර්ශනය කරයි, හි ශක්තිය උත්තෝලනය කිරීම 2 වඩාත් දැඩි ක්‍රියාකාරී වායුගෝලයේ වැඩීමේ හැකියාව ඇති දෙමුහුන් පද්ධතියක් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා නව්‍ය පෝසිලේන්.

ඔවුන්ගේ අඛණ්ඩ දියුණුව නිසැකවම කාලය පිරිසිදු බලයට පෙර ප්රධාන කාර්යයක් ඉටු කරනු ඇත, අභ්යවකාශය, සහ 21 වන සියවසේ වාණිජ නවීන තාක්ෂණයන්.

5. වෙළෙන්දා

TRUNNANO යනු ගෝලාකාර ටංස්ටන් කුඩු සපයන්නෙකු වේ 12 නැනෝ-ගොඩනැගිලි බලශක්ති සංරක්ෂණය සහ නැනෝ තාක්ෂණ සංවර්ධනය පිළිබඳ වසර ගණනාවක අත්දැකීම්. එය ක්‍රෙඩිට් කාඩ් හරහා ගෙවීම් පිළිගනී, T/T, West Union සහ Paypal. Trunnano විසින් FedEx හරහා එතෙර සිටින පාරිභෝගිකයින්ට භාණ්ඩ නැව්ගත කරනු ඇත, DHL, ගුවන් මගින්, නැත්නම් මුහුදෙන්. ඔබට Spherical Tungsten Powder ගැන වැඩි විස්තර දැනගැනීමට අවශ්‍ය නම්, කරුණාකර අප හා සම්බන්ධ වී විමසීමක් යැවීමට නිදහස් වන්න.
ටැග්: සිලිකන් නයිට්රයිඩ් සහ සිලිකන් කාබයිඩ් සංයුක්ත සෙරමික්, Si3N4 සහ SiC, උසස් සෙරමික්

සියලුම ලිපි සහ පින්තූර අන්තර්ජාලයෙනි. ප්‍රකාශන හිමිකම් ගැටළු තිබේ නම්, කරුණාකර මකා දැමීමට නියමිත වේලාවට අප හා සම්බන්ධ වන්න.

අපෙන් විමසන්න