1. Mahsulot tuzilmalari va hamkorlikdagi dizayn
1.1 Tarkibiy fazalarning ichki sifatlari
(Silikon nitridi va silikon karbid kompozit keramika)
Silikon nitridi (Agar pech N ₄ bo'lsa) va kremniy karbid (SiC) ikkalasi ham kovalent bog'langan, oksidi bo'lmagan chinnilar yuqori haroratda ajoyib samaradorligi bilan mashhur, halokatli, va mexanik ravishda sozlashni talab qiladi.
Silikon nitridi ta'sirchan sinish chidamliligini ko'rsatadi, termal zarba qarshiligi, Kengaytirilgan b-Si olti N to'rt donadan tashkil topgan noyob mikro tuzilmasi tufayli sinish barqarorligi va sinish burilish va bog'lash tizimlarini ta'minlaydi..
Taxminan qattiqlikni saqlaydi 1400 ° C va nisbatan past termal kengayish koeffitsientiga ega (~ 3.2 × 10 ⁻⁶/ K), tez harorat o'zgarishi paytida termal kuchlanishni kamaytirish.
Boshqa tarafdan, silikon karbid yuqori mustahkamlikdan foydalanadi, issiqlik o'tkazuvchanligi (taxminan 120– 150 W/(m · K )yolg'iz kristallar uchun), oksidlanish qarshiligi, va kimyoviy inertlik, uni qo'pol va radiatsiyaviy issiq tarqatish ilovalari uchun juda yaxshi qiladi.
Uning keng diapazoni (~ 3.3 4H-SiC uchun eV) qo'shimcha ravishda mukammal elektr izolyatsiyasi va radiatsiya bardoshlik beradi, yadro va yarimo'tkazgich kontekstlarida foydali.
Kompozitsiyaga kiritilganda, bu materiallar mos keladigan xatti-harakatlarni aks ettiradi: Si uch N to'rt chidamlilikni yaxshilaydi va qarshilikka zarar etkazadi, SiC esa termal boshqaruv va foydalanish qarshiligini oshiradi.
Natijada paydo bo'lgan chatishtirish keramika har ikkala bosqichda ham erishib bo'lmaydigan muvozanatga erishadi, ekstremal xizmat ko'rsatish sharoitlariga moslashtirilgan yuqori samarali tizimli mahsulotni yaratish.
1.2 Murakkab uslub va mikrostruktura muhandisligi
Si six N ₄ ning joylashuvi– SiC birikmalari bosqich aylanishi ustidan aniq nazoratni talab qiladi, don morfologiyasi, va hamkorlikdagi ta'sirlarni maksimal darajada oshirish uchun interfacial bog'lanish.
Umuman, SiC katta zarrachalar qo'llab-quvvatlashi sifatida joriy etilgan (submikrondan tortib to 1 mkm) Si to'rt N ₄ matritsasi ichida, ixtisoslashtirilgan ilovalar uchun funktsional jihatdan baholangan yoki ajratilgan arxitekturalar ham topilgan bo'lsa-da.
Sinterlash paytida– odatda gaz bosimida sinterlash orqali (UMUMIY AMALIYOT Vrach) yoki issiq surish– SiC bitlari b-Si ikki N to'rtta donaning yadrolanishi va rivojlanish kinetikasiga ta'sir qiladi, tez-tez yanada nozik va yanada izchil yo'naltirilgan mikro tuzilmalarni targ'ib qilish.
Ushbu takomillashtirish mexanik bir xillikni yaxshilaydi va nuqson hajmini kamaytiradi, yanada mustahkamlik va ishonchlilikni oshiradi.
Ikki bosqich o'rtasidagi interfaol muvofiqlik muhim ahamiyatga ega; Ikkalasi ham kristallografik muvozanat va issiqlik rivojlanish xususiyatlariga ega bo'lgan kovalent chinni bo'lganligi sababli, ular tizimli yoki yarim izchil chegaralarni yaratadilar, ular lotlar ostida bog'lanishga qarshi turadilar.
Ytriy kabi qo'shimchalar (Y ₂ O UCH) va alumina (Al ikki O ₃) SiC xavfsizligini buzmasdan Si to'rt N ₄ ning suyuqlik fazali zichligini reklama qilish uchun sinterlash yordami sifatida ishlatiladi..
Biroq, juda ko'p qo'shimcha bosqichlar yuqori harorat samaradorligini yomonlashtirishi mumkin, shuning uchun sirlangan don chegarasi filmlarini minimallashtirish uchun kompozitsiyani va ishlov berishni maksimal darajada oshirish kerak.
2. Qayta ishlash texnikasi va zichlashtirish muammolari
( Silikon nitridi va silikon karbid kompozit keramika)
2.1 Kukun tayyorlash ishlari va shakl berish texnikasi
Yuqori sifatli Si Two N ₄– SiC kompozitlari ultra nozik bir hil aralashtirish bilan boshlanadi, nam dumaloq frezalash yordamida yuqori toza kukunlar, eskirish frezeleme, yoki organik yoki suyuq muhitda ultratovush dispersiyasi.
SiC klasterining oldini olish uchun izchil dispersiyaga erishish juda muhimdir, tashvish kontsentratorlari va past sinish kuchi sifatida ishlashi mumkin.
Bog'lovchi va dispersantlar slip quyish kabi strategiyalarni shakllantirish uchun suspenziyalarni qo'llab-quvvatlashga yordam beradi., lenta tarqalishi, yoki otib qoliplash, kerakli element geometriyasiga qarab.
Yashil tanalar sinterlashdan oldin organik moddalarni olib tashlash uchun ehtiyotkorlik bilan quritiladi va ajratiladi, bo'linish yoki burilishni oldini olish uchun tartibga solinadigan uy isitish tezligini talab qiladigan jarayon.
To'rga yaqin shakldagi ishlab chiqarish uchun, biriktiruvchi oqim yoki stereolitografiya kabi qo'shimcha texnikalar paydo bo'lmoqda, Ilgari an'anaviy keramika ishlovi bilan erishib bo'lmaydigan murakkab geometriyalarni yaratishga imkon beradi.
Ushbu texnikalar maksimal reologik va ekologik toza mustahkamlikka ega moslashtirilgan xom ashyolarni talab qiladi, ko'pincha polimerdan olingan chinni yoki kompozit kukunlar bilan o'ralgan fotosensitiv materiallarni talab qiladi.
2.2 Sinterlash qurilmalari va bosqich xavfsizligi
Six Six N FOUR ning zichlashishi– SiC kompozitlari qattiq kovalent bog'lanish va azot va uglerodning foydali harorat darajasida minimal o'z-o'zidan tarqalishi tufayli qiyin..
Noyob er yoki gidroksidi sayyora oksidlari yordamida suyuq fazali sinterlash (masalan, Y IKKI OLTTI, MgO) evtektik harorat darajasini pasaytiradi va vaqtinchalik silikat erishi bilan ommaviy tashishni kuchaytiradi.
Gaz bosimi ostida (odatda 1– 10 MPa N ₂), bu eritma qayta tartibga solishni osonlashtiradi, eritma - cho'kma, va Si to'rt N FOUR parchalanishini kamaytirish bilan birga oxirgi zichlash.
SiC ning mavjudligi suyuqlik fazasining yopishqoqligi va namlanishiga ta'sir qiladi, ehtimol don o'sishi anizotropiyasini va oxirgi ko'rinishini o'zgartirish.
Sinterlashdan keyingi issiqlik bilan ishlov berish don chegaralarida takrorlanuvchi amorf fazalarni shakllantirish bilan bog'liq bo'lishi mumkin., yuqori haroratli mexanik xususiyatlarni va oksidlanish qarshiligini oshirish.
X-nurlarining diffraktsiyasi (XRD) va skanerlovchi elektron mikroskop (QAYSI) bosqich tozaligini tekshirish uchun doimiy ravishda foydalaniladi, kiruvchi ikkinchi bosqichlarning yo'qligi (masalan, Si ikki N IKKI O), va bir xil mikro tuzilma.
3. Lotlar ostida mexanik va issiqlik samaradorligi
3.1 Chidamlilik, Kuch, va charchoqqa qarshilik
Agar pech N ₄ bo'lsa– SiC kompozitlari monolitik chinnilardan farqli o'laroq, yuqori mexanik ko'rsatkichlarni ko'rsatadi, egilish kuchlari bilan 800 MPa va sinish chidamliligi qiymatlari 7 ga etadi– 9 MPa · m 1ST/ ².
SiC bo'laklarining mustahkamlovchi natijasi noto'g'ri joylashish harakati va sinish ko'payishiga to'sqinlik qiladi, cho'zilgan Si ikki N to'rt donalar esa tortib olish va ulash qurilmalari orqali mustahkamlashni ta'minlash uchun qoladi.
Ushbu ikki tomonlama qattiqlashuv usuli ta'sirga juda chidamli materialni keltirib chiqaradi, termal velosipedda yurish, va mexanik charchoq– aerokosmik va energiya tizimlarida aylanadigan elementlar va tarkibiy qismlar uchun juda muhimdir.
O'rmalanish qarshiligi taxminan ajoyib bo'lib qoladi 1300 ° C, amorf fazalar pasayganda kovalent tarmoqning barqarorligi va don chegarasining siljishining kamayishi bilan bog'liq..
Qattiqlik qiymatlari odatda dan farq qiladi 16 uchun 19 Gpa, qum bilan to'ldirilgan sirkulyatsiya yoki sirpanish chaqiruvlari kabi abraziv muhitda ajoyib aşınma va parchalanish qarshiligini ta'minlash.
3.2 Issiqlik boshqaruvi va atrof-muhitga chidamliligi
SiC qo'shilishi kompozitning issiqlik o'tkazuvchanligini sezilarli darajada oshiradi, tez-tez sof Si olti N FOUR ikki barobar (15 dan o'zgarib turadi– 30 W/(m · K) )40 gacha– 60 W/(m · K) SiC veb-kontenti va mikro tuzilishiga bog'liq.
Bu ko'tarilgan issiqlik uzatish sig'imi kuchli mahalliy isitish uchun aniqlangan qismlarda ancha ishonchli issiqlik boshqaruvini ta'minlaydi., yonish qoplamalari yoki plazma bilan qoplangan komponentlar kabi.
Kompozit qattiq termal gradyanlar ostida o'lchamli xavfsizlikni saqlaydi, mos keladigan termal rivojlanish va yuqori termal zarba parametri natijasida parchalanish va yorilishlarga qarshi turish (R-qiymati).
Oksidlanishga chidamlilik qo'shimcha muhim afzallikdir; SiC himoya kremniy hosil qiladi (SiO ₂) yuqori haroratlarda kislorod ta'sirida qatlam, bu esa sirt maydoni muammolarini yanada zichlashtiradi va himoya qiladi.
Ushbu passiv qatlam SiC va Si Three N₄ ni himoya qiladi (qo'shimcha ravishda SiO ₂ va N ₂ ga oksidlanadi), havoda uzoq muddatli chidamlilikni ta'minlash, og'ir bug ', yoki yonayotgan atmosfera.
4. Ilovalar va kelajakdagi texnik traektoriyalar
4.1 Aerokosmik, Energiya, va sanoat tizimlari
Si ikki N FOUR– SiC birikmalari asta-sekin yangi avlod gaz generatorlarida qo'llaniladi, bu erda ular yuqori ish haroratiga imkon beradi, yoqilg'i samaradorligini oshirdi, va minimal sovutish talablari.
Shamol turbinasi pichoqlari kabi elementlar, yonish uchun qoplamalar, va ko‘krak qafasining yo‘naltiruvchi qanotlari mahsulotning termal velosipedda yurish va mexanik yuklanishga sezilarli darajada buzilmasdan bardosh berish qobiliyatidan erishadi..
Atom elektr stantsiyalarida, ayniqsa yuqori haroratli gaz bilan sovutilgan reaktorlar (HTGRlar), bu kompozitlar neytron nurlanishiga chidamliligi va parchalanish elementlarini ushlab turish qobiliyati tufayli gaz qoplamasi yoki me'moriy tayanch vazifasini bajaradi..
Sanoat inshootlarida, ular suyultirilgan po'latdan ishlov berishda qo'llaniladi, pech uchun mebel, va aşınmaya bardoshli nozullar va podshipniklar, Bu erda standart metallar juda tez tushib ketadi.
Ularning engil tabiati (qalinligi ~ 3.2 g/sm BESH) shuningdek, ularni aerokosmik harakatga keltirish va aerotermik isitishga duchor bo'lgan gipertovushli avtomobil komponentlari uchun jozibador qiladi..
4.2 Ilg'or ishlab chiqarish va ko'p funktsiyali integratsiya
Rivojlanayotgan tadqiqot Si olti N FOUR funktsional bahosini ishlab chiqishga qaratilgan– SiC ramkalar, bu erda termallikni oshirish uchun struktura fazoviy jihatdan farqlanadi, mexanik, yoki bitta element bo'ylab elektromagnit turar-joy xususiyatlari.
CMC, shu jumladan, chatishtirish tizimlari (seramika matritsali kompozitsion) tolali armatura bilan arxitekturalar (masalan, SiC_f/SiC– Si Five N ₄) zararga chidamlilik va ishdan chiqish chegaralarini bosing.
Ushbu birikmalarning qo'shimcha ishlab chiqarish topologiyasi optimallashtirilgan issiqlik almashinuvchilariga imkon beradi, mikroreaktorlar, va qayta ishlash orqali erishib bo'lmaydigan ichki panjarali tuzilmalarga ega regenerativ konditsioner kanallari.
Bunga qo'chimcha, ularning asosiy dielektrik binolari va issiqlik xavfsizligi ularni yuqori tezlikda ishlaydigan platformalarda radar-shaffof radomlar va antennali uy derazalariga nomzod qiladi..
Haddan tashqari termomexanik yuklar ostida ishonchli tarzda ishlaydigan mahsulotlarga bo'lgan ehtiyoj ortib boradi, Agar pech N ₄ bo'lsa– SiC birikmalari keramika muhandisligida muhim yutuqlarni anglatadi, samaradorlikni funksionallik bilan birlashtirish, doimiy platforma.
Yakunida, kremniy nitridi– kremniy karbidli kompozit keramika dizayn bo'yicha materiallarning kuchini namoyish etadi, chidamliliklaridan foydalanish 2 eng og'ir funktsional atmosferalarda o'sish qobiliyatiga ega gibrid tizimni ishlab chiqarish uchun innovatsion chinni.
Ularning doimiy rivojlanishi, albatta, vaqtdan oldin asosiy vazifani bajaradi toza quvvat, aerokosmik, va 21-asrda tijorat zamonaviy texnologiyalari.
5. Sotuvchi
TRUNNANO sferik volfram kukuni yetkazib beruvchisi hisoblanadi 12 nano-qurilish energiyasini tejash va nanotexnologiyalarni rivojlantirish bo'yicha ko'p yillik tajriba. Kredit karta orqali to'lovni qabul qiladi, T/T, West Union va Paypal. Trunnano FedEx orqali tovarlarni chet eldagi mijozlarga jo'natadi, DHL, havo orqali, yoki dengiz orqali. Sferik volfram kukuni haqida ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, iltimos biz bilan bog'laning va so'rov yuboring.
Teglar: Silikon nitridi va silikon karbid kompozit keramika, Si3N4 va SiC, ilg'or keramika
Barcha maqolalar va rasmlar Internetdan olingan. Agar mualliflik huquqi bilan bog'liq muammolar mavjud bo'lsa, o'chirish uchun o'z vaqtida biz bilan bog'laning.
Bizdan so'rang