1. Qaab-dhismeedka aasaasiga ah iyo Polymorphism ee Silicon Carbide
1.1 Kiimikada Crystal iyo Noocyo Badan
(Ceramics Silicon Carbide)
Silikoon carbide (SiC) waa shey dhoobo ah oo si wadajir ah ugu dheggan oo ka samaysan silikoon iyo atamka kaarboon oo lagu rakibay kontoroolka tetrahedral, horumarinta shabag crystal aad u deggan oo adag.
Si ka duwan dhoobada caadiga ah ee badan, SiC ma laha qof kali ah, qaabka crystal kala duwan; halkii, Waxay soo bandhigaysaa dareen cajiib ah oo loo yaqaan polytypism, halkaas oo qaab-dhismeedka kiimikaad ee isku midka ah uu qaabayn karo 250 noocyo badan oo kala duwan, mid kastaa wuu ku kala duwan yahay isku xigxiga isku xigxiga ee lakabyada atomiga ee dhow.
Mid ka mid ah noocyada ugu badan ee tignoolajiyada la taaban karo waa 3C-SiC (cubic, qaabka isku-dhafka zinc), 4H-SiC, iyo 6H-SiC (labada geesood), mid kasta oo ka mid ah waxay bixisaa noocyo kala duwan oo elektaroonik ah, kulaylka, iyo dhismayaasha farsamada.
3C-SiC, sidoo kale loo yaqaan beta-SiC, caadi ahaan waxa lagu sameeyaa heerkulku hoos u dhacay waana metastable, halka 4H iyo 6H polytypes, loo yaqaan alfa-SiC, aad bay u deggan yihiin kulayl ahaan guud ahaanna waxaa looga faa'iidaystaa heer kulka sare iyo codsiyada dhijitaalka ah.
Kala duwanaanshahan qaabdhismeedku waxa uu sahlayaa doorashada walxaha la beegsaday ee ku salaysan codsiga la qoondeeyay, haddii ay ahaan lahayd qalabka elektarooniga ah ee korontada ku shaqeeya, mashiinada xawaaraha sare leh, ama deegaan kulayl daran.
1.2 Tayada isku xidhka iyo sifada ka dhalata
Awooda SiC waxay ka timaadaa curaarta Si-C ee isku xidhan, kuwaas oo dhererkoodu kooban yahay aadna u jihaysan, taasoo keentay shabakad saddex-cabbir ah oo adag.
Habka isku xidhkaani waxa uu soo bandhigayaa guryo farsamo oo cajiib ah, oo ay ku jiraan adkeysi sare (caadi ahaan 25– 30 GPA-da ku yaala kala duwanaanshaha Vickers), adkeysi dabacsanaan oo aad u wanaagsan (sida ugu badan 600 MPa ee noocyada sintered), iyo qallafsanaanta wanaagsan ee ku saabsan dhoobada kale.
Dabeecadda isku-dhafan waxay sidoo kale ku daraysaa dhaqdhaqaaqa kulaylka sare ee SiC, kuwaas oo gaari kara ilaa 120– 490 W/m · K ku tiirsanaanta nooca badan iyo daahirnimada– oo la mid ah biraha qaarkood oo aad iyo aad uga badan inta ugu badan ee dhismaha dhismaha.
Intaa waxaa dheer, SiC waxay muujisaa isku-dhafan hooseeya ee horumarinta kulaylka, ku dhawaad 4.0– 5.6 × 10 ⁻⁶/ K, kaas, marka lagu daro kororka kuleylka sare, waxay bixisaa iska caabin shoog kulayl oo cajiib ah.
Tani waxay ka dhigan tahay in qaybaha SiC ay samayn karaan hagaajin heerkul degdeg ah iyada oo aan dillaacin, sifada muhiimka ah ee codsiyada sida qaybaha kuleyliyaha, is dhaafsi diiran, iyo nidaamyada difaaca kulaylka hawada.
2. Qalabaynta iyo Xeeladaha Maaraynta ee Ceramics Silicon Carbide
( Ceramics Silicon Carbide)
2.1 Hababka Wax-soo-saarka Muhiimka ah: Laga soo bilaabo Acheson ilaa Advanced Synthesis
Wax soo saarka warshadaha ee silikoon carbide waxay dib ugu noqotaa dabayaaqadii qarnigii 19aad iyada oo la horumarinayo nidaamka Acheson, habka dhimista kaarbotermal kaas oo silica-nadiifinta sare leh (SiO ₂) iyo kaarboon (sida caadiga ah kookaha saliidda) waxaa lagu kululeeyaa heerkul ka sarreeya 2200 ° C kuleyliyaha iska caabinta korontada.
Iyadoo habkani uu sii socdo in si caadi ah loogu isticmaalo soo saarista budada SiC ee cayriin ee abrasives iyo refractories, waxay soo saartaa walxo leh wasakh iyo qaab-dhismeedka qayb aan sinnayn, xaddidaya isticmaalkeeda dhoobada waxqabadka sare leh.
Horumarka casriga ah ayaa keenay wadooyin kale oo isku dhafan sida kaydinta uumiga kiimikada (CVD), kaas oo abuura ultra-sare-nadiif, Hal-crystal SiC ee codsiyada semiconductor, iyo laysarka-caawiyay ama isku-dhafka balasmaha-kor u qaaday ee budada nanoscale.
Farsamooyinkan casriga ah waxay u oggolaanayaan in si sax ah loo xakameeyo stoichiometry, cabbirka qayb, iyo wajiga daahirnimada, muhiim u ah in SiC loogu habeeyo baahiyaha naqshadaynta gaarka ah.
2.2 Cufnaanta iyo Xakamaynta Dhismayaasha Yaryar
Dhibaatooyinka ugu wanaagsan ee soo saarista SiC porcelains waxaa ka mid ah helitaanka cufnaanta dhammaystiran sababtoo ah isku xirnaanteeda xooggan iyo isku xirnaanta is-faafinta oo hooseeysa, taas oo joojisa sintering caadiga ah.
Si taas looga gudbo, dhowr xeelado cufan gaar ah ayaa la sameeyay.
Isku xidhka falcelinta waxa ay keenaysaa in la dhex galiyo qaab kaarboon oo daloola oo leh silikoon dhalaalaysa, kaas oo ka jawaabaya horumarinta SiC ee goobta, taasoo keentay in qayb u dhow-shabagga-shabagga ah oo leh hoos u dhac aad u yar.
Sintering aan cadaadis lahayn waxaa lagu gaaraa iyadoo lagu darayo qalabka wax-ka-qabashada sida boron iyo kaarboon, taas oo xayaysiisa xadka xad dhaafka badarka oo tirtira daldaloolada.
Cadaadis diiran iyo cadaadis istatic ah oo kulul (SIN) marso cadaadis dibadeed inta lagu jiro kululaynta, u oggolaanaya cufnaanta buuxda ee heerarka heerkulka hoos u dhaca iyo abuurista agab leh dhismo farsamo oo cajiib ah ama dhismo ganacsi.
Hababkan habaynta ayaa suurtogal ka dhigaya in la dhiso qaybo SiC ah oo leh hadhuudh fiican, qaab-dhismeedyo isku mid ah, muhiim u ah xoojinta awoodda, xidho iska caabin, iyo daacadnimada.
3. Waxtarka wax ku oolka ah iyo Codsiyada shaqeynta badan
3.1 U adkaysiga kulaylka iyo makaanikada ee Deegaannada Daran
Silicon carbide porcelains ayaa si gaar ah ugu dhigma habsocodka dhibaatooyinka ba'an sababtoo ah awoodda ay u leeyihiin in ay ku ilaaliyaan xasilloonida qaabdhismeedka kulaylka, iska caabin oksidation, oo u adkaysta xidhashada farsamada.
In jawi oksijiinta, SiC waxay samaysaa silica badbaadada ah (SiO ₂) lakabka dushiisa, taas oo yaraynaysa oksaydhaynta dheeraadka ah oo u ogolaanaysa isticmaalka joogtada ah ee heerarka heerkulka inta ugu badan 1600 ° C.
Iska caabinta oksaydhisku, isku dhafan oo leh iska caabin gurguurta oo sarreeya, waxay SiC ka dhigaysaa mid ku haboon qaybaha gaaska dhaliyaha, qolalka gubashada, iyo wax-is-weydaarsiga diiran ee waxtarka sare leh.
Adaggeeda gaarka ah iyo iska caabbinta naaxinta ayaa looga faa'iideystaa codsiyada ganacsiga sida qaybaha bamka slurry, sanbabada ciidda qarxisa, iyo qalabka goynta, halkaas oo beddelka biraha ay si dhakhso ah u xumaan lahaayeen.
Waxaa intaa dheer, SiC's balaarinta kulaylka oo yaraatay iyo kuleylka sare ee kuleylka ayaa ka dhigaya wax soo saarka lagu taliyey ee muraayadaha telescopes-ka hawada sare iyo nidaamyada laser, halkaasoo ammaanka cabbirka ee baaskiil wadida kulaylku uu muhiim yahay.
3.2 Codsiyada Korontada iyo Semiconductor
Marka laga soo tago waxtarkeeda qaab dhismeedka, Silicon carbide waxa ay ka ciyaartaa shaqo wax ka bedelka aagga tamarta korantada.
4H-SiC, gaar ahaan, wuxuu leeyahay faashad ballaadhan oo qiyaas ahaan ah 3.2 eV, u oggolaanaya aaladaha inay ku shaqeeyaan koronto sare, heerkulka, iyo beddelidda hab-nololeedka marka loo eego semiconductors-ku-saleysan dhaqameed.
Tani waxay keenaysaa qalab koronto– sida Schottky diodes, MOSFET-yada, iyo JFETs– iyadoo si weyn hoos loogu dhigay khasaaraha korontada, cabbir yar, oo kor loo qaaday waxtarka, kuwaas oo hadda si weyn looga isticmaalo baabuurta korontada, rogayaasha kheyraadka dib loo cusboonaysiin karo, iyo nidaamyada grid xigmad leh.
Aagga korantada ee SiC-da (ku saabsan 10 jeer ka silikoon) ogolaado lakabyo dhuuban, yaraynta iska caabinta iyo kor u qaadida waxqabadka qalabka.
Intaa waxaa dheer, Dhaqdhaqaaqa kulaylka sare ee SiC wuxuu caawiyaa inuu si guul leh u kala diro diirimaad, yaraynta baahida nidaamyada hawo qaboojinta ee waaweyn iyo awood u yeelashada xitaa kuwa yaryar, qaybaha elektarooniga ah ee lagu kalsoonaan karo.
4. Soohdimaha soo ifbaxaya iyo dulmarka mustaqbalka ee Tignoolajiyada Silicon Carbide
4.1 Isku dhafka Awood Sare iyo Xalka Hawada Sare
U gudubka soo noqnoqda ee tamarta nadiifka ah iyo gaadiidka tamarta leh ayaa keenaya baahida aan la qiyaasi karin ee walxaha ku saleysan SiC.
Inverters qoraxda, beddelayaasha tamarta dabaysha, iyo hababka maaraynta batteriga, Qalabka SiC wuxuu ku darayaa waxtarka beddelka awoodda sare, Dheecaannada kaarboonka oo si toos ah hoos u dhacaya iyo kharashyada hawlgalka.
Hawada sare, SiC-fiber-ku-xoojiyey SiC matrix ka kooban (SiC/SiC CMC-yada) waxaa loo abuuray marawaxadaha dabaysha, dahaarka gubanaya, iyo hababka ilaalinta kulaylka, bixinta kaydinta kharashka miisaanka iyo faa'iidooyinka waxqabadka ee superalloys-ku-salaysan nikkel.
Matrix-yada dhoobada ah waxay ku socon karaan heerkul aad u sarreeya 1200 ° C, taas oo suurtogal ka dhigaysa jiilka soo socda ee jet-ka ee leh miisaan culus iyo kor u qaadida waxqabadka gaaska.
4.2 Codsiyada Nanotechnology iyo Quantum
Xagga nanoscale, Silicon carbide waxay muujinaysaa dhismayaal tiro gaar ah oo laga hubinayo tignoolajiyada soo socda.
Noocyo badan oo SiC ah ayaa martigeliya furayaasha silikon iyo meelaha banaan ee u dhaqma sidii arrimo firfircoon, Ku shaqaynta sida quantum yar yar (qubits) loogu talagalay kombuyuutarka tirada iyo codsiyada ogeysiiska quantum.
Dhibaatooyinkan si toos ah ayaa kor loogu qaadi karaa, la xakameeyey, oo dib u eeg heerkulka qolka, faa'iido la taaban karo oo ka badan hababka kale ee tirada badan oo u yeedhay dhibaatooyinka cryogenic.
Waxaa intaa dheer, SiC nanowires iyo nanoparticles ayaa loo sahamiyay si loogu isticmaalo aaladaha qiiqa hawada, sawir qaade, iyo sawir-qaadista biomedical sababtoo ah saamiga dhinacooda sare, ammaanka kiimikada, iyo guryaha elektaroonigga ah ee la dagan yahay ama ganacsiga.
Markay waxbarashadu sii socoto, Isku darka SiC ee saxda ah ee nidaamyada tirada taranka ee isdhaafsan iyo qalabka nanoelectromechanical (NEMS) waxay ballan qaadaysaa inay kordhinayso waajibaadkeeda ka baxsan naqshadaha naqshadaynta dhaqameed.
4.3 Waaritaanka iyo Qodobbada Nolosha ee la Tixgelinayo
Wax soo saarka SiC waa tamar-xoog leh, gaar ahaan isku-dhafka heerkulka sare iyo hababka sintay.
Si kastaba ha ahaatee, faa'iidooyinka joogtada ah ee walxaha SiC– sida cimriga oo dheeraada, kor u kaca, iyo waxtarka nidaamka oo la hagaajiyay– caadi ahaan way dhaaftay saamaynta deegaanka ee bilowga ah.
Waxa socda hindiseyaal lagu abuurayo wadooyin wax soo saar oo sii waaraya, oo ka kooban mikrowave-ku-caawiyey sintering, wax soo saarka wax lagu daro (3D daabacaada) ee SiC, iyo dib-u-warshadaynta qashinka SiC-ga ee ka-soo-saarka wafer-ka-seconductor.
Horumaradan waxay ujeedadoodu tahay in la dhimo isticmaalka tamarta, yaree qashinka alaabta, oo ay taageeraan jawiga dhaqaale ee wareega qaybaha agabka horumarsan.
Gabagabadii, Silicon carbide porcelains waxay ka dhigan yihiin dhagaxa furaha sayniska alaabta casriga ah, isku xidhka farqiga u dhexeeya cimri dhererka dhismaha iyo dabacsanaanta la taaban karo.
Laga soo bilaabo awood-siinta nidaamyada tamarta nadiifka ah ilaa awood cusboonaysiinta tirada, SiC ayaa weli ah inay dib u qeexdo xudduudaha waxa suurtogalka ah ee naqshadaynta iyo cilmi-baarista sayniska.
Marka farsamooyinka wax ka qabashada ay sii socdaan oo ay soo baxaan codsiyo cusub, Mustaqbalka carbide silikoon aad buu u iftiimayaa.
5. Alaab-qeybiye
Ceramics Advanced la aasaasay Oktoobar 17, 2012, waa shirkad tignoolajiyada sare leh oo ka go'an cilmi-baarista iyo horumarinta, wax soo saarka, farsamaynta, iibinta iyo adeegyada farsamada ee alaabta iyo qaraabada dhoobada. Alaabadayada waxaa ku jira laakiin aan ku xaddidnayn Alaabta dhoobada ah ee Boron Carbide, Alaabta dhoobada ee boron Nitride, Alaabta dhoobada ee Silicon Carbide, Alaabta dhoobada ee Silicon Nitride, Alaabta dhoobada ah ee Zirconium Dioxide, iwm. Hadii aad xiisaynayso, fadlan xor u noqo inaad nala soo xidhiidho.([email protected])
Tags: Ceramics Silicon Carbide,silikoon carbide,qiimaha silikoon carbide
Dhammaan maqaallada iyo sawirradu waxay ka yimaadeen internetka. Haddii ay jiraan arrimo xuquuqda daabacaadda, fadlan nala soo xidhiidh wakhtiga aad tirtirayso.
na waydii