Silīcija karbīda keramikas tehnoloģija un tās pielietojums fotoelektriskajā jomā

I. Silīcija karbīda struktūra un īpašības

Silīcija karbīds SiC satur silīciju un oglekli. Tas ir tipisks polimorfs savienojums, kas galvenokārt ietver α-SiC (augstas temperatūras stabils tips) un β-SiC (zemas temperatūras stabils tips). Ir vairāk nekā 200 polimorfu, starp kuriem α-SiC 3C-SiC un 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC un 15R-SiC α-SiC ir reprezentatīvāki.

 Silīcija karbīda keramikas process

Attēls SiC polimorfā struktūra Kad temperatūra ir zemāka par 1600 ℃, SiC pastāv β-SiC formā, ko var izgatavot no vienkārša silīcija un oglekļa maisījuma aptuveni 1450 ℃ temperatūrā. Ja tas ir augstāks par 1600 ℃, β-SiC lēnām pārvēršas dažādos α-SiC polimorfos. 4H-SiC ir viegli ģenerēt aptuveni 2000 ℃; 6H un 15R politipus ir viegli ģenerēt augstā temperatūrā virs 2100 ℃; 6H-SiC var arī palikt ļoti stabils temperatūrā virs 2200 ℃, tāpēc tas ir biežāk sastopams rūpnieciskos lietojumos. Tīrs silīcija karbīds ir bezkrāsains un caurspīdīgs kristāls. Rūpnieciskais silīcija karbīds ir bezkrāsains, gaiši dzeltens, gaiši zaļš, tumši zaļš, gaiši zils, tumši zils un pat melns, savukārt caurspīdīguma pakāpe samazinās. Abrazīvā rūpniecība iedala silīcija karbīdu divās kategorijās pēc krāsas: melnais silīcija karbīds un zaļais silīcija karbīds. No bezkrāsainiem līdz tumši zaļiem materiāliem klasificē kā zaļo silīcija karbīdu, un no gaiši zilā līdz melnajiem – par melno silīcija karbīdu. Gan melnais silīcija karbīds, gan zaļais silīcija karbīds ir α-SiC sešstūra kristāli. Parasti silīcija karbīda keramikā kā izejvielas tiek izmantots zaļš silīcija karbīda pulveris.

2. Silīcija karbīda keramikas sagatavošanas process

Silīcija karbīda keramikas materiālu izgatavo, sasmalcinot, sasmalcinot un šķirojot silīcija karbīda izejvielas, lai iegūtu SiC daļiņas ar vienmērīgu daļiņu izmēru sadalījumu, un pēc tam SiC daļiņas presējot, saķepināšanas piedevas un pagaidu līmvielas zaļā sagatavē un pēc tam saķepinot augstā temperatūrā. Tomēr, ņemot vērā Si-C saišu augstās kovalentās saites īpašības (~88%) un zemo difūzijas koeficientu, viena no galvenajām problēmām sagatavošanas procesā ir saķepināšanas blīvēšanas grūtības. Augsta blīvuma silīcija karbīda keramikas sagatavošanas metodes ietver reakcijas saķepināšanu, bezspiediena saķepināšanu, atmosfēras spiediena saķepināšanu, karstās presēšanas saķepināšanu, rekristalizācijas saķepināšanu, karstās izostatiskās presēšanas saķepināšanu, dzirksteļplazmas saķepināšanu utt.

 

Tomēr silīcija karbīda keramikas trūkums ir zema izturība pret lūzumiem, tas ir, lielāks trauslums. Šī iemesla dēļ pēdējos gados viena pēc otras ir parādījusies daudzfāzu keramika, kuras pamatā ir silīcija karbīda keramika, piemēram, šķiedru (vai ūsu) stiegrojums, heterogēnu daļiņu dispersijas stiprināšana un gradienta funkcionālie materiāli, kas uzlabo monomēru materiālu stingrību un izturību.

3. Silīcija karbīda keramikas pielietojums fotoelektriskajā laukā

Silīcija karbīda keramikai ir lieliska izturība pret koroziju, tā spēj izturēt ķīmisko vielu eroziju, pagarina kalpošanas laiku un neizdala kaitīgas ķīmiskas vielas, kas atbilst vides aizsardzības prasībām. Tajā pašā laikā silīcija karbīda laivu balstiem ir arī labākas izmaksu priekšrocības. Lai gan pašu silīcija karbīda materiālu cena ir salīdzinoši augsta, to izturība un stabilitāte var samazināt ekspluatācijas izmaksas un nomaiņas biežumu. Ilgtermiņā tiem ir lielākas ekonomiskās priekšrocības, un tie ir kļuvuši par galvenajiem produktiem fotoelektrisko laivu atbalsta tirgū.

 Silīcija karbīda keramikas process

Ja silīcija karbīda keramiku izmanto kā galvenos nesējmateriālus fotoelektrisko elementu ražošanas procesā, laivu balstiem, laivu kastēm, cauruļu veidgabaliem un citiem izgatavotajiem izstrādājumiem ir laba termiskā stabilitāte, tie nedeformējas augstā temperatūrā un nesatur kaitīgus piesārņotājus. Tie var aizstāt pašlaik plaši izmantotos kvarca laivu balstus, laivu kastes un cauruļu veidgabalus, un tiem ir ievērojamas izmaksu priekšrocības. Silīcija karbīda laivu balsti ir izgatavoti no silīcija karbīda kā galvenā materiāla. Salīdzinot ar tradicionālajiem kvarca laivu balstiem, silīcija karbīda laivu balstiem ir labāka termiskā stabilitāte un tie var saglabāt stabilitāti augstas temperatūras vidē. Silīcija karbīda laivu balsti labi darbojas augstas temperatūras vidē, un tos nevar viegli ietekmēt karstums un deformēties vai sabojāt. Tie ir piemēroti ražošanas procesiem, kuriem nepieciešama augsta temperatūras apstrāde, kas veicina ražošanas procesa stabilitātes un konsekvences saglabāšanu.

 

Kalpošanas laiks: Saskaņā ar datu ziņojuma analīzi: silīcija karbīda keramikas kalpošanas laiks ir vairāk nekā 3 reizes lielāks nekā laivu balstu, laivu kastu un no kvarca materiāliem izgatavotu cauruļu veidgabalu kalpošanas laiks, kas ievērojami samazina palīgmateriālu nomaiņas biežumu.


Publicēšanas laiks: 21. oktobris 2024