የሲሊኮን ካርባይድ ሴራሚክስ “ክሎን ቴክኒክ”፡ የአምስት ዋና ዋና ዓይነቶች ትንተና

የሲሊኮን ካርቦይድ (ሲሲ) ሴራሚክስበዝቅተኛ የሙቀት መስፋፋት ቅንጅት፣ ከፍተኛ የሙቀት አማቂነት፣ ከፍተኛ ጥንካሬ እና እጅግ በጣም ጥሩ የሙቀት እና የኬሚካል መረጋጋት ምክንያት በከፍተኛ ሙቀት መዋቅራዊ ሴራሚክስ መስክ ውስጥ ዋና ቁሳቁስ ሆነዋል። እንደ ኤሮስፔስ፣ የኑክሌር ኃይል፣ ወታደራዊ እና ሴሚኮንዳክተሮች ባሉ ቁልፍ መስኮች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ።
ይሁን እንጂ፣ እጅግ በጣም ጠንካራ የሆነው የኮቫለንት ትስስር እና ዝቅተኛ የስርጭት ኮፊሸንት SiC ጥግግቱን አስቸጋሪ ያደርገዋል። ለዚህም ሲባል፣ ኢንዱስትሪው የተለያዩ የሲንቴሪንግ ቴክኖሎጂዎችን አዘጋጅቷል፣ እና በተለያዩ ቴክኖሎጂዎች የተዘጋጁ የሲሲ ሴራሚክስ በማይክሮስትራክቸር፣ በባህሪያት እና በአተገባበር ሁኔታዎች ላይ ጉልህ ልዩነቶች አሏቸው። የአምስት ዋና ዋና የሲሊኮን ካርቦይድ ሴራሚክስ ዋና ባህሪያት ትንተና እነሆ።
1. ግፊት የሌላቸው የሲሲ ሴራሚክስ (S-SiC)
ዋና ዋና ጥቅሞች፡- ለብዙ የቅርጽ ሂደቶች ተስማሚ፣ ዝቅተኛ ወጪ ያለው፣ በቅርጽ እና በመጠን ያልተገደበ፣ የጅምላ ምርትን ለማግኘት በጣም ቀላሉ የሲንቴሪንግ ዘዴ ነው። የኦክስጅን መጠን ያለው ቦሮን እና ካርቦንን ወደ β-SiC በመጨመር እና በ2000 ℃ አካባቢ በማይንቀሳቀስ ከባቢ አየር ስር ሲንቴሪንግ በማድረግ፣ 98% የቲዎሬቲካል ጥግግት ያለው የሲንቴሪ አካል ማግኘት ይቻላል። ሁለት ሂደቶች አሉ፡- ጠጣር ምዕራፍ እና ፈሳሽ ምዕራፍ። የመጀመሪያው ከፍተኛ ጥግግት እና ንፅህና እንዲሁም ከፍተኛ የሙቀት አማቂነት እና ከፍተኛ የሙቀት ጥንካሬ አለው።
የተለመዱ አፕሊኬሽኖች፡- የሚለብሱ እና ዝገት የሚቋቋሙ የማተሚያ ቀለበቶች እና የሚንሸራተቱ ተሸካሚዎች በብዛት ማምረት፤ በከፍተኛ ጥንካሬው፣ ዝቅተኛ የተወሰነ የስበት ኃይል እና ጥሩ የኳስሊስቲክ አፈፃፀም ምክንያት፣ ለተሽከርካሪዎች እና ለመርከቦች እንደ ጥይት መከላከያ ጋሻ እንዲሁም የሲቪል ካዝናዎችን እና የገንዘብ ማጓጓዣ ተሽከርካሪዎችን ለመጠበቅ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል። ባለብዙ-ምት መከላከያው ከመደበኛው የሲሲ ሴራሚክስ የላቀ ነው፣ እና የሲሊንደሪክ ቀላል ክብደት ያለው የመከላከያ ጋሻ ስብራት ነጥብ ከ65 ቶን በላይ ሊደርስ ይችላል።
2. የሪአክሽን ሲሲ ሴራሚክስ (RB SiC)
ዋና ዋና ጥቅሞች፡- እጅግ በጣም ጥሩ የሜካኒካል አፈጻጸም፣ ከፍተኛ ጥንካሬ፣ የዝገት መቋቋም እና የኦክሳይድ መቋቋም፤ ዝቅተኛ የሲንቴሪንግ ሙቀት እና ወጪ፣ ከተጣራ መጠን ጋር ሊመጣጠን የሚችል። ሂደቱ የካርቦን ምንጭን ከሲሲ ዱቄት ጋር በማዋሃድ ቢሌት ማምረትን ያካትታል። በከፍተኛ ሙቀት፣ የቀለጠ ሲሊከን ቢሌት ውስጥ ዘልቆ በመግባት ከካርቦን ጋር ምላሽ በመስጠት β - SiC ይፈጥራል፣ ይህም ከዋናው α - SiC ጋር ይጣመራል እና ቀዳዳዎችን ይሞላል። በሲንቴሪንግ ወቅት የመጠን ለውጥ ትንሽ ነው፣ ይህም ውስብስብ ቅርጽ ያላቸውን ምርቶች ለኢንዱስትሪ ምርት ተስማሚ ያደርገዋል።
የተለመዱ አፕሊኬሽኖች፡ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያለው የምድጃ መሳሪያዎች፣ የራዲያተር ቱቦዎች፣ የሙቀት መለዋወጫዎች፣ የሰልፈሪዜሽን ኖዝሎች፤ በዝቅተኛ የሙቀት መስፋፋት ኮፊሸንት፣ ከፍተኛ የመለጠጥ ሞዱለስ እና በተጣራ ቅርጽ ባህሪያት ምክንያት፣ ለጠፈር አንጸባራቂዎች ተስማሚ ቁሳቁስ ሆኗል፤ እንዲሁም ለኤሌክትሮኒክ ቱቦዎች እና ለሴሚኮንዳክተር ቺፕ ማምረቻ መሳሪያዎች እንደ ድጋፍ ሰጪ መሳሪያ የኳርትዝ ብርጭቆን ሊተካ ይችላል።

3. በሙቅ የተጨመቁ የሲሲ ሴራሚክስ (HP SiC)
ዋና ጥቅም፡- በከፍተኛ ሙቀትና ከፍተኛ ግፊት ስር ሲንክሮናይዝድ ሲንቴሪንግ (synchronous sintering) ሲሆን ዱቄቱ በቴርሞፕላስቲክ ሁኔታ ውስጥ የሚገኝ ሲሆን ይህም ለጅምላ ሽግግር ሂደት ምቹ ነው። በዝቅተኛ የሙቀት መጠንና በአጭር ጊዜ ውስጥ ጥቃቅን እህሎች፣ ከፍተኛ ጥግግት እና ጥሩ ሜካኒካል ባህሪያት ያላቸውን ምርቶች ማምረት ይችላል፣ እና ሙሉ ጥግግት እና ንፁህ የሲንቴሪንግ ሁኔታን ሊያገኝ ይችላል።
የተለመደው አተገባበር፡- በመጀመሪያ በቬትናም ጦርነት ወቅት ለአሜሪካ የሄሊኮፕተር ቡድን አባላት እንደ ጥይት መከላከያ ጃኬት ያገለግል የነበረ ሲሆን የጦር ትጥቅ ገበያው በሞቃት ግፊት በተጫኑ ቦሮን ካርቦይድ ተተካ፤ በአሁኑ ጊዜ በአብዛኛው ጥቅም ላይ የሚውለው ለጥንቅር ቁጥጥር፣ ንፅህና እና ጥግግት እጅግ በጣም ከፍተኛ መስፈርቶች ባላቸው መስኮች እንዲሁም ለአለባበስ መቋቋም እና ለኑክሌር ኢንዱስትሪ መስኮች ባሉ ከፍተኛ እሴት በሚጨምሩ ሁኔታዎች ውስጥ ነው።
4. እንደገና የተገነቡ የሲሲ ሴራሚክስ (R-SiC)
ዋና ጥቅም፡- የሲንቴሪንግ መርጃዎችን ማከል አያስፈልግም፣ እጅግ በጣም ከፍተኛ ንፅህናን እና ትላልቅ የሲሲ መሳሪያዎችን ለማዘጋጀት የተለመደ ዘዴ ነው። ሂደቱ ሻካራ እና ጥቃቅን የሲሲ ዱቄቶችን በተመጣጣኝ መጠን በማደባለቅ እና በመፍጠር በ2200-2450 ℃ ውስጥ በማይንቀሳቀስ ከባቢ አየር ውስጥ በማጣራት ያካትታል። ጥቃቅን ቅንጣቶች በሻካራ ቅንጣቶች መካከል በሚገናኙበት ጊዜ ይተንታሉ እና ይጠመቃሉ፣ ከአልማዝ ቀጥሎ ያለው ጥንካሬ ደግሞ ከፍተኛ ነው። ሲሲ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ጥንካሬ፣ የዝገት መቋቋም፣ የኦክሳይድ መቋቋም እና የሙቀት ድንጋጤ መቋቋምን ይይዛል።
የተለመዱ አፕሊኬሽኖች፡- ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያለው የምድጃ እቃዎች፣ የሙቀት መለዋወጫዎች፣ የቃጠሎ ኖዝሎች፤ በበረራ እና በወታደራዊ መስኮች፣ እንደ ሞተሮች፣ የጅራት ክንፎች እና ፊውሴሌጅ ያሉ የጠፈር መንኮራኩሮችን መዋቅራዊ ክፍሎች ለማምረት ጥቅም ላይ ይውላል፣ ይህም የመሳሪያዎችን አፈጻጸም እና የአገልግሎት ዘመንን ሊያሻሽል ይችላል።
5. በሲሊኮን የተጣበቁ የሲሲ ሴራሚክስ (ሲሲሲ)
ዋና ዋና ጥቅሞች፡- ለአጭር ጊዜ የማቅለጫ ጊዜ፣ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን፣ ሙሉ በሙሉ ጥቅጥቅ ያለ እና ያልተስተካከለ፣ ከSiC ማትሪክስ እና ከinfiltrate Si phase የተዋቀረ፣ በሁለት ሂደቶች የተከፈለ፡ ፈሳሽ ሰርጎ መግባት እና የጋዝ ሰርጎ መግባት። የኋለኛው ከፍተኛ ወጪ አለው ነገር ግን የተሻለ ጥግግት እና የነፃ ሲሊከን ወጥነት አለው።
የተለመዱ አፕሊኬሽኖች፡ ዝቅተኛ ቀዳዳነት፣ ጥሩ የአየር መከላከያ እና ዝቅተኛ የመቋቋም አቅም ያላቸው ሲሆን ትላልቅ፣ ውስብስብ ወይም ባዶ ክፍሎችን ለማምረት ተስማሚ ናቸው፣ በሴሚኮንዳክተር ማቀነባበሪያ መሳሪያዎች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ የሚውሉ፤ በከፍተኛ የመለጠጥ ሞዱለስ፣ ቀላል ክብደት፣ ከፍተኛ ጥንካሬ እና እጅግ በጣም ጥሩ የአየር መከላከያ ምክንያት፣ በአየር በረራ መስክ ውስጥ ተመራጭ ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው ቁሳቁስ ሲሆን በጠፈር አካባቢዎች ውስጥ ጭነቶችን መቋቋም የሚችል እና የመሳሪያዎችን ትክክለኛነት እና ደህንነት ማረጋገጥ ይችላል።