A’ nochdadh feartan sònraichte agus cothroman tagraidh micropùdar silicon carbide uaine
Ann an raon stuthan àrd-theicneòlais an latha an-diugh, tha meanbh-phùdar silicon carbide uaine mean air mhean a’ fàs na fhòcas aire ann an coimhearsnachd saidheans stuthan leis na feartan fiosaigeach is ceimigeach sònraichte aige. Tha an co-thàthadh seo, air a dhèanamh suas de eileamaidean gualain is silicon, air cothroman tagraidh farsaing a nochdadh ann an iomadh raon gnìomhachais air sgàth a structar criostail sònraichte agus a choileanadh sàr-mhath. Nì an t-artaigil seo sgrùdadh domhainn air feartan sònraichte meanbh-phùdar silicon carbide uaine agus a chomas tagraidh ann an diofar raointean.
1. Feartan bunaiteach micropùdar silicon carbide uaine
'S e stuth cruaidh-chruaidh synthetigeach a th' ann an carbide silicon uaine (SiC) agus buinidh e do cho-thàthadh ceangail covalent. Tha an structar criostail aige a’ taisbeanadh siostam sia-thaobhach le rèiteachadh coltach ri daoimean. Mar as trice bidh micropùdar carbide silicon uaine a’ toirt iomradh air toraidhean pùdarrach le raon meud gràinean de 0.1-100 micron, agus tha an dath aige a’ taisbeanadh measgachadh de thònaichean bho uaine aotrom gu uaine dorcha air sgàth diofar shusbaint purrachd agus neo-ghlainead.
Bhon structar microscopach, bidh gach dadam silicon anns a’ chriostal silicon carbide uaine a’ cruthachadh co-òrdanachadh tetrahedral le ceithir dadaman gualain. Tha an structar ceangail covalent làidir seo a’ toirt cruas agus seasmhachd cheimigeach fìor àrd don stuth. Is fhiach a thoirt fa-near gu bheil cruas Mohs silicon carbide uaine a’ ruighinn 9.2-9.3, an dàrna àite a-mhàin às dèidh daoimean agus boron nitride ciùbach, a tha ga dhèanamh do-sheachanta ann an raon stuthan sgrìobach.
2. Feartan sònraichte micropùdar silicon carbide uaine
1. Feartan meacanaigeach sàr-mhath
Is e am feart as ainmeile de mhicropùdar silicon carbide uaine a chruas air leth àrd. Faodaidh a chruas Vickers ruighinn 2800-3300kg/mm², a tha ga dhèanamh ag obair gu math nuair a thathar a’ giullachd stuthan cruaidh. Aig an aon àm, tha neart teannachaidh math aig silicon carbide uaine cuideachd agus faodaidh e neart meacanaigeach àrd a chumail suas aig teòthachd àrd. Tha an fheart seo ga dhèanamh comasach a chleachdadh ann an àrainneachdan anabarrach.
2. Feartan teirmeach sàr-mhath
Tha an giùlan teirmeach aig carbide silicon uaine cho àrd ri 120-200W/(m·K), a tha 3-5 uiread nas àirde na stàilinn àbhaisteach. Tha an giùlan teirmeach sàr-mhath seo ga dhèanamh na stuth sgaoilidh teas air leth freagarrach. Is e an rud a tha eadhon nas iongantaiche nach eil co-èifeachd leudachaidh teirmeach carbide silicon uaine ach 4.0 × 10⁻⁶/℃, a tha a’ ciallachadh gu bheil seasmhachd tomhasach sàr-mhath aige nuair a dh’ atharraicheas an teòthachd, agus nach dèan e deformachadh follaiseach mar thoradh air leudachadh agus crìonadh teirmeach.
3. Seasmhachd cheimigeach air leth
A thaobh feartan ceimigeach, tha neo-ghnìomhachd air leth làidir aig carbide silicon uaine. Faodaidh e seasamh an aghaidh creimeadh a’ mhòr-chuid de dh’aigéid, alcalan agus fuasglaidhean salainn, agus faodaidh e fuireach seasmhach eadhon aig teòthachd àrd. Tha deuchainnean a’ sealltainn gun urrainn dha carbide silicon uaine deagh sheasmhachd a chumail suas ann an àrainneachd ocsaideachaidh fo 1000 ℃, a tha ga dhèanamh comasach airson a chleachdadh san fhad-ùine ann an àrainneachdan creimneach.
4. Feartan dealain sònraichte
'S e stuth leth-ghiùlain le beàrn-chòmhlain farsaing a th' ann an carbide silicon uaine le leud beàrn-chòmhlain de 3.0eV, a tha mòran nas motha na 1.1eV silicon. Leigidh an fheart seo leis seasamh an aghaidh bholtaids is teòthachd nas àirde, agus tha buannachdan sònraichte aige ann an raon innealan dealanach cumhachd. A bharrachd air an sin, tha gluasadachd àrd dealanach aig carbide silicon uaine cuideachd, a tha ga dhèanamh comasach innealan àrd-tricead a leasachadh.
3. Pròiseas ullachaidh micropùdar silicon carbide uaine
Bidh ullachadh micropùdar silicon carbide uaine a’ cleachdadh pròiseas Acheson sa mhòr-chuid. Bidh an dòigh seo a’ measgachadh gainmheach cuartz agus còc petroleum ann an co-mheas sònraichte agus gan teasachadh gu 2000-2500 ℃ ann an àmhainn strì airson ath-bhualadh. Bidh an silicon carbide uaine blocach a thèid a chruthachadh leis an ath-bhualadh a’ dol tro phròiseasan leithid pronnadh, grèidheadh, agus picilte gus toraidhean micropùdar de dhiofar mheudan gràinean fhaighinn mu dheireadh.
Anns na bliadhnachan mu dheireadh, le adhartas teicneòlais, tha cuid de dhòighean ullachaidh ùra air nochdadh. Faodaidh tasgadh ceimigeach ceimigeach (CVD) pùdar silicon carbide uaine nano-sgèile àrd-ghlanachd ullachadh; faodaidh an dòigh sol-gel smachd a chumail gu ceart air meud agus morf-eòlas nan gràinean den phùdar; faodaidh an dòigh plasma cinneasachadh leantainneach a choileanadh agus èifeachdas cinneasachaidh a leasachadh. Tha na pròiseasan ùra seo a’ toirt seachad barrachd chothroman airson coileanadh a bharrachadh agus leudachadh tagraidh micropùdar silicon carbide uaine.
4. Prìomh raointean tagraidh micropùdar silicon carbide uaine
1. Bleith agus snasadh mionaideach
Mar sgrìobach ro-chruaidh, tha micropùdar silicon carbide uaine air a chleachdadh gu farsaing ann an giullachd mhionaideach de charbide saimeantaichte, ceirmeag, glainne agus stuthan eile. Ann an gnìomhachas leth-chonnsachaidh, thathas a’ cleachdadh pùdar silicon carbide uaine àrd-ghlanachd airson uaifearan silicon a lìomhadh, agus tha a choileanadh gearraidh nas fheàrr na sgrìoban alumina traidiseanta. Ann an raon giullachd phàirtean optigeach, faodaidh pùdar silicon carbide uaine garbh-uachdar nano-sgèile a choileanadh agus coinneachadh ri riatanasan giullachd phàirtean optigeach àrd-mhionaideachd.
2. Stuthan ceirmeag adhartach
Tha pùdar uaine silicon carbide na stuth amh cudromach airson ullachadh ceirmeag àrd-choileanaidh. Faodar ceirmeag structarail le feartan meacanaigeach sàr-mhath agus seasmhachd teirmeach a dhèanamh tro phròiseasan sintering brùthadh teth no sintering ath-bhualadh. Tha an seòrsa stuth ceirmeag seo air a chleachdadh gu farsaing ann am prìomh phàirtean leithid ròin meacanaigeach, giùlan, agus ceann-bheòil, gu sònraichte ann an suidheachaidhean obrach cruaidh leithid teòthachd àrd agus creimeadh.
3. Innealan eileagtronaigeach agus leth-chonnsachaidh
Ann an raon eileagtronaigeachd, thathas a’ cleachdadh pùdar silicon carbide uaine gus stuthan leth-chonnsachaidh le beàrn-chòmhlain farsaing ullachadh. Tha feartan obrach àrd-tricead, bholtaids àrd, agus teòthachd àrd aig innealan cumhachd stèidhichte air silicon carbide uaine, agus tha comas mòr aca ann an carbadan lùtha ùra, lìonraidhean snasail agus raointean eile. Tha sgrùdaidhean air sealltainn gum faod innealan cumhachd silicon carbide uaine call lùtha a lughdachadh barrachd air 50% an taca ri innealan traidiseanta stèidhichte air silicon.
4. Neartachadh co-dhèanta
Faodaidh cur pùdar uaine silicon carbide mar ìre neartachaidh ri maitrís meatailt no polymer neart, cruas agus strì an aghaidh caitheamh an stuth co-dhèanta a leasachadh gu mòr. Ann an raon an adhair-adhair, thathas a’ cleachdadh co-dhèanamh silicon carbide stèidhichte air alùmanum gus pàirtean structarail aotrom agus àrd-neart a dhèanamh; ann an gnìomhachas nan càraichean, tha padaichean breic ath-neartaichte le silicon carbide a’ nochdadh strì an aghaidh teòthachd àrd sàr-mhath.
5. Stuthan teas-dhìonach agus còtaichean
Le bhith a’ cleachdadh seasmhachd àrd-teòthachd carbide silicon uaine, faodar stuthan teas-dhìonach àrd-choileanaidh ullachadh. Ann an gnìomhachas leaghaidh stàilinn, thathas a’ cleachdadh breigichean teas-dhìonach carbide silicon gu farsaing ann an uidheamachd àrd-teòthachd leithid àmhainnean sèididh agus innealan-tionndaidh. A bharrachd air an sin, faodaidh còmhdach carbide silicon dìon sàr-mhath an aghaidh caitheamh is creimeadh a thoirt don stuth bunaiteach, agus thathas gan cleachdadh ann an uidheamachd cheimigeach, lannan roth-uidheam agus raointean eile.