1. Muundo wa Bidhaa na Usanifu Shirikishi
1.1 Sifa za Kimsingi za Awamu za Katiba
(Nitridi ya silicon na kauri ya kaboni ya silicon)
Nitridi ya silicon (Ikiwa tanuri N ₄) na silicon carbudi (SiC) wote wawili wamefungwa kwa ushirikiano, porcelaini zisizo na oksidi zinazojulikana kwa ufanisi wao bora katika halijoto ya juu, uharibifu, na mipangilio inayohitaji kiufundi.
Silicon nitridi huonyesha uimara wa kuvunjika kwa mivunjiko, upinzani wa mshtuko wa joto, na uthabiti wa kutambaa kwa sababu ya muundo wake mdogo wa kipekee unaojumuisha nafaka nne za β-Si sita N ambazo huwezesha mgawanyiko na mifumo ya kuunganisha..
Inaendelea ushupavu takriban 1400 ° C na ina mgawo wa upanuzi wa chini wa mafuta (~ 3.2 × 10 ⁻⁶/ K), kupunguza mvutano wa joto wakati wa marekebisho ya haraka ya joto.
Kwa upande mwingine, silicon carbudi hutumia uimara wa hali ya juu, conductivity ya mafuta (takriban 120– 150 W/(m · K )kwa fuwele za faragha), upinzani wa oxidation, na ajizi ya kemikali, kuifanya kuwa bora kwa matumizi mabaya na ya mionzi ya uondoaji joto.
Bandgap yake kubwa (~ 3.3 eV kwa 4H-SiC) kwa kuongeza inatoa insulation bora ya umeme na uvumilivu wa mionzi, kusaidia katika muktadha wa nyuklia na semiconductor.
Inapoingizwa kwenye mchanganyiko, nyenzo hizi zinaonyesha tabia zinazolingana: Si tatu N nne inaboresha uimara na kuharibu upinzani, wakati SiC huongeza utawala wa joto na upinzani wa matumizi.
Kauri inayotokana na mifugo chotara hupata usawa usioweza kufikiwa na hatua yoyote pekee, kuunda bidhaa ya kimuundo ya utendaji wa juu iliyoundwa kwa ajili ya hali mbaya ya huduma.
1.2 Mtindo wa Kiwanja na Uhandisi wa Miundo midogo
Mpangilio wa Si sita N ₄– Misombo ya SiC inajumuisha udhibiti kamili juu ya mzunguko wa hatua, mofolojia ya nafaka, na kuunganisha baina ya nyuso ili kuongeza athari zinazoshirikiana.
Kwa ujumla, SiC inaletwa kama msaada mkubwa wa chembe (kuanzia submicron hadi 1 µm) ndani ya tumbo la Si nne N ₄, ingawa usanifu uliokadiriwa kiutendaji au uliogawanyika pia hugunduliwa kwa programu maalum.
Wakati wa sintering– kwa kawaida kupitia gesi-shinikizo sintering (DAKTARI WA JUMLA) au kusukuma kwa joto– Biti za SiC huathiri kinetiki za ugavi na ukuzaji wa β-Si mbili N nafaka nne, kukuza mara kwa mara miundo midogo midogo iliyo bora zaidi na yenye mwelekeo thabiti zaidi.
Uboreshaji huu unaboresha homogeneity ya mitambo na kupunguza ukubwa wa kasoro, kuongeza nguvu bora na kutegemewa.
Utangamano wa uso kati ya hatua hizi mbili ni muhimu; kutokana na ukweli kwamba zote mbili ni porcelaini covalent na usawa crystallographic sawa na tabia ya maendeleo ya mafuta, wao huunda mipaka ya utaratibu au nusu-madhubuti ambayo inasimama kuungana kwa kura.
Viongezeo kama vile yttria (Y ₂ O TATU) na alumini (Mbili O ₃) hutumika kama usaidizi wa sintering kutangaza msongamano wa awamu ya kioevu ya Si nne N ₄ bila kuathiri usalama wa SiC..
Hata hivyo, hatua nyingi za ziada zinaweza kudhoofisha ufanisi wa halijoto ya juu, kwa hivyo utungaji na usindikaji unahitaji kuongezwa ili kupunguza filamu za mpaka za nafaka zilizong'aa.
2. Mbinu za Uchakataji na Changamoto za Msongamano
( Nitridi ya silicon na kauri ya kaboni ya silicon)
2.1 Kazi ya Kutayarisha Poda na Mbinu za Kutengeneza
Daraja la juu Si Mbili N ₄– Mchanganyiko wa SiC huanza na mchanganyiko wa homogeneous wa ultrafine, poda za usafi wa hali ya juu kwa kutumia kusaga pande zote za mvua, kusaga mshtuko, au mtawanyiko wa ultrasonic katika vyombo vya habari vya kikaboni au kioevu.
Kufikia mtawanyiko thabiti ni muhimu ili kuzuia mkusanyiko wa SiC, ambayo inaweza kufanya kazi kama vikolezo vya wasiwasi na nguvu ya chini ya kuvunjika.
Vifunganishi na visambazaji vinachangiwa kusaidia kusimamishwa kwa kuunda mikakati kama vile kuteleza, kueneza mkanda, au ukingo wa risasi, kulingana na jiometri ya kipengele kinachohitajika.
Miili ya kijani kibichi hukaushwa kwa uangalifu na kupunguzwa ili kuondoa viumbe kabla ya kuoka, mchakato unaohitaji viwango vya joto vya nyumbani vilivyodhibitiwa ili kuzuia mgawanyiko au kupindana.
Kwa utengenezaji wa karibu wa umbo la wavu, mbinu za ziada kama vile jetting binder au stereolithography zinaibuka, kuwezesha jiometri ngumu ambazo hapo awali hazikuweza kufikiwa na usindikaji wa jadi wa kauri.
Mbinu hizi zinahitaji malisho yaliyogeuzwa kukufaa yenye rheolojia iliyoboreshwa na ukakamavu unaohifadhi mazingira, hujumuisha mara kwa mara kaure zinazotokana na polima au vifaa vya kupiga picha vilivyopakiwa na poda zenye mchanganyiko..
2.2 Vifaa vya Sintering na Usalama wa Hatua
Msongamano wa Sita NNE– Mchanganyiko wa SiC ni changamoto kwa sababu ya uunganisho thabiti wa ushirikiano na uenezaji mdogo wa nitrojeni na kaboni katika viwango vya joto muhimu..
Kunyunyizia kwa awamu ya kioevu kwa kutumia oksidi za sayari adimu au alkali (k.m., Y MBILI AO SITA, MgO) hupunguza kiwango cha joto cha eutectic na huongeza usafiri wa wingi kwa kuyeyusha silicate kwa muda mfupi.
Chini ya shinikizo la gesi (kawaida 1– 10 MPa N ₂), kuyeyuka huku kunawezesha upangaji upya, suluhisho - mvua, na msongamano wa mwisho huku ukipunguza mtengano wa Si nne N NNE.
Uwepo wa SiC huathiri mnato na unyevu wa awamu ya kioevu, ikiwezekana kubadilisha ukuaji wa nafaka anisotropy na mwonekano wa mwisho.
Matibabu ya joto baada ya sintering inaweza kuhusishwa na kuchukua sura ya awamu ya amofasi inayorudiwa katika mipaka ya nafaka., kuongeza sifa za mitambo ya joto la juu na upinzani wa oxidation.
Tofauti ya X-ray (XRD) na kukagua hadubini ya elektroni (AMBAYO) hutumika mara kwa mara ili kuthibitisha usafi wa hatua, ukosefu wa hatua za pili zisizohitajika (k.m., Si mbili N TWO O), na muundo mdogo wa sare.
3. Ufanisi wa Mitambo na Joto Chini ya Kura
3.1 Stamina, Nguvu, na Upinzani wa Kuchoka
Ikiwa Tanuri N ₄– Mchanganyiko wa SiC unaonyesha utendaji wa hali ya juu wa kimitambo ukilinganishwa na porcelaini za monolithic, na nguvu za nyumbufu zikizidi 800 Maadili ya MPa na uthabiti wa kuvunjika kufikia 7– 9 MPa · m 1ST/ ².
Matokeo ya kuimarisha ya vipande vya SiC huzuia harakati za upotevu na kuenea kwa fracture, huku chembe nne za Si mbili N nne zikisalia kutoa uimarishaji kupitia vifaa vya kuvuta na kuunganisha.
Mbinu hii ya kukatisha mara mbili husababisha nyenzo sugu sana kwa athari, baiskeli ya joto, na uchovu wa mitambo– muhimu kwa vipengele vinavyozunguka na vipengele vya kimuundo katika mifumo ya anga na nguvu.
Upinzani wa mteremko unabaki bora takriban 1300 °C, inatokana na uthabiti wa mtandao shirikishi na kupungua kwa utelezi wa mpaka wa nafaka wakati awamu za amofasi zinapopunguzwa..
Thamani za uimara kwa ujumla hutofautiana kutoka 16 kwa 19 GPA, kutoa upinzani bora wa kuvaa na kutengana katika mazingira ya abrasive kama vile mzunguko wa mchanga au simu za kuruka..
3.2 Utawala wa Joto na Uimara wa Mazingira
Kuongezewa kwa SiC huongeza sana conductivity ya mafuta ya composite, mara kwa mara mara mbili ile ya Si sita safi N NNE (ambayo ni kati ya 15– 30 W/(m · K) )hadi 40– 60 W/(m · K) kulingana na yaliyomo kwenye wavuti ya SiC na muundo mdogo.
Uwezo huu wa uhamishaji joto ulioimarishwa huruhusu udhibiti wa hali ya joto unaotegemewa zaidi katika sehemu zilizofunuliwa kwa upashaji joto wa ndani, kama vile viunga vya mwako au vijenzi vinavyoangalia plasma.
Mchanganyiko hudumisha usalama wa hali chini ya miinuko mikali ya joto, kusimama kwa spallation na fracturing kama matokeo ya kuendana na maendeleo ya mafuta na parameter ya juu ya mshtuko wa joto. (Thamani ya R).
Upinzani wa oxidation ni faida ya ziada muhimu; SiC huunda silika ya kinga (SiO ₂) safu wakati wa kufichuliwa na oksijeni kwenye joto la juu, ambayo hata zaidi huweka msongamano na kulinda masuala ya eneo la uso.
Safu hii tulivu hulinda SiC na Si Three N ₄ (ambayo huongeza oksidi kwa SiO ₂ na N ₂), kuhakikisha uimara wa muda mrefu katika hewa, mvuke mzito, au mazingira ya moto.
4. Maombi na Njia za Kiufundi za Baadaye
4.1 Anga, Nishati, na Mifumo ya Viwanda
Si Mbili N NNE– Michanganyiko ya SiC inasambazwa hatua kwa hatua katika jenereta za gesi za kizazi kijacho, ambapo huruhusu joto la juu la uendeshaji, kuongeza ufanisi wa mafuta, na kupunguza mahitaji ya kupoeza.
Vipengele kama vile vile vya turbine ya upepo, tani za mwako, na vani za mwongozo wa nozzle hupata kutokana na uwezo wa bidhaa kustahimili baiskeli ya joto na upakiaji wa mitambo bila uharibifu mkubwa..
Katika mitambo ya nguvu ya atomiki, hasa vinu vya kupozwa kwa gesi yenye joto la juu (HTGRs), composites hizi hufanya kama vifuniko vya gesi au vihimili vya usanifu kwa sababu ya upinzani wao wa mionzi ya neutroni na uwezo wa kuhifadhi vitu vya mtengano..
Katika mipangilio ya viwanda, hutumiwa katika utunzaji wa chuma kioevu, samani za tanuru, na nozzles sugu na fani, ambapo metali za kawaida bila shaka zitapungua hivi karibuni.
Tabia yao ya uzani mwepesi (unene ~ 3.2 g/cm TANO) pia inazifanya zivutie kwa mwendo wa angani na vifaa vya gari vya hypersonic chini ya joto la aerothermal..
4.2 Uzalishaji wa hali ya juu na Ujumuishaji wa kazi nyingi
Utafiti unaoibukia unazingatia kukuza utendakazi uliokadiriwa Si sita N NNE– Mifumo ya SiC, ambapo muundo hutofautiana kwa anga ili kuongeza joto, mitambo, au sifa za makazi za kielektroniki katika kipengele kimoja.
Mifumo mtambuka ikijumuisha CMC (mchanganyiko wa matrix ya kauri) usanifu na uimarishaji wa nyuzi (k.m., SiC_f/ SiC– Si Tano N ₄) bonyeza mipaka ya uvumilivu wa uharibifu na shida-kushindwa.
Uzalishaji wa ziada wa misombo hii inaruhusu topolojia-optimized kubadilishana joto, microreactors, na njia za urejeshaji za viyoyozi na miundo ya ndani ya kimiani isiyoweza kufikiwa kupitia uchakataji.
Aidha, majengo yao ya kimsingi ya dielectric na usalama wa mafuta huwafanya watahiniwa wa radomes za uwazi wa rada na madirisha ya nyumbani ya antena kwenye majukwaa ya kasi ya juu..
Kadiri mahitaji yanavyokua kwa bidhaa zinazofanya kazi kwa uaminifu chini ya mizigo iliyokithiri ya thermomechanical, Ikiwa tanuri N ₄– Misombo ya SiC inasimama kwa maendeleo muhimu katika uhandisi wa kauri, kuchanganya ufanisi na utendaji katika moja, jukwaa la kudumu.
Kwa kumalizia, nitridi ya silicon– kauri za mchanganyiko wa silicon CARBIDE zinaonyesha nguvu ya muundo wa vifaa, kuinua stamina za 2 porcelaini za ubunifu ili kuzalisha mfumo wa mseto wenye uwezo wa kukua katika mazingira magumu zaidi ya kazi.
Uendelezaji wao unaoendelea hakika utafanya kazi kuu kabla ya nguvu safi ya wakati, anga, na teknolojia za kisasa za kibiashara katika karne ya 21.
5. Mchuuzi
TRUNNANO ni msambazaji wa Poda ya Tungsten ya Spherical iliyo na over 12 uzoefu wa miaka mingi katika uhifadhi wa nishati ya ujenzi wa nano na ukuzaji wa teknolojia ya nano. Inakubali malipo kupitia Kadi ya Mkopo, T/T, West Union na Paypal. Trunnano itasafirisha bidhaa kwa wateja wa ng'ambo kupitia FedEx, DHL, kwa hewa, au kwa bahari. Ikiwa unataka kujua zaidi kuhusu Poda ya Tungsten ya Spherical, tafadhali jisikie huru kuwasiliana nasi na kutuma uchunguzi.
Lebo: Nitridi ya silicon na kauri ya kaboni ya silicon, Si3N4 na SiC, kauri ya juu
Nakala na picha zote zinatoka kwa Mtandao. Ikiwa kuna masuala yoyote ya hakimiliki, tafadhali wasiliana nasi kwa wakati ili kufuta.
Tuulize