සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් වල "ක්ලෝන් තාක්ෂණය": ප්‍රධාන ධාරාවේ වර්ග පහක විශ්ලේෂණය

සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC) සෙරමික්අඩු තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය, ඉහළ තාප සන්නායකතාවය, ඉහළ දෘඪතාව සහ විශිෂ්ට තාප හා රසායනික ස්ථායිතාව හේතුවෙන් ඉහළ උෂ්ණත්ව ව්‍යුහාත්මක සෙරමික් ක්ෂේත්‍රයේ මූලික ද්‍රව්‍ය බවට පත්ව ඇත. ඒවා අභ්‍යවකාශය, න්‍යෂ්ටික ශක්තිය, හමුදා සහ අර්ධ සන්නායක වැනි ප්‍රධාන ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වේ.
කෙසේ වෙතත්, අතිශයින් ශක්තිමත් සහසංයුජ බන්ධන සහ SiC හි අඩු විසරණ සංගුණකය එහි ඝනත්වය දුෂ්කර කරයි. මේ සඳහා, කර්මාන්තය විවිධ සින්ටර් කිරීමේ තාක්ෂණයන් සංවර්ධනය කර ඇති අතර, විවිධ තාක්ෂණයන් මගින් සකස් කරන ලද SiC සෙරමික් ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය, ගුණාංග සහ යෙදුම් අවස්ථා වල සැලකිය යුතු වෙනස්කම් ඇත. ප්‍රධාන ධාරාවේ සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් පහක මූලික ලක්ෂණ විශ්ලේෂණය කිරීම මෙන්න.
1. පීඩන රහිත සින්ටර් කරන ලද SiC සෙරමික් (S-SiC)
මූලික වාසි: බහු අච්චු ක්‍රියාවලීන් සඳහා සුදුසු, අඩු පිරිවැය, හැඩය සහ ප්‍රමාණයෙන් සීමා නොවී, මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනයක් ලබා ගැනීමට ඇති පහසුම සින්ටර් කිරීමේ ක්‍රමය එයයි. ඔක්සිජන් අංශු මාත්‍ර ප්‍රමාණයක් අඩංගු β – SiC වලට බෝරෝන් සහ කාබන් එකතු කර 2000 ℃ පමණ නිෂ්ක්‍රීය වායුගෝලයක් යටතේ සින්ටර් කිරීමෙන්, 98% ක න්‍යායාත්මක ඝනත්වයක් සහිත සින්ටර් කරන ලද ශරීරයක් ලබා ගත හැකිය. ක්‍රියාවලි දෙකක් තිබේ: ඝන අවධිය සහ ද්‍රව අවධිය. පළමුවැන්න ඉහළ ඝනත්වයක් සහ සංශුද්ධතාවයක් මෙන්ම ඉහළ තාප සන්නායකතාවක් සහ ඉහළ උෂ්ණත්ව ශක්තියක් ඇත.
සාමාන්‍ය යෙදුම්: ඇඳුම්-ප්‍රතිරෝධී සහ විඛාදනයට ඔරොත්තු දෙන මුද්‍රා තැබීමේ මුදු සහ ස්ලයිඩින් බෙයාරිං විශාල වශයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීම; එහි ඉහළ දෘඪතාව, අඩු නිශ්චිත ගුරුත්වාකර්ෂණය සහ හොඳ බැලස්ටික් ක්‍රියාකාරිත්වය හේතුවෙන්, එය වාහන සහ නැව් සඳහා වෙඩි නොවදින සන්නාහයක් ලෙස මෙන්ම සිවිල් සේප්පු සහ මුදල් ප්‍රවාහන වාහන ආරක්ෂා කිරීම සඳහා බහුලව භාවිතා වේ. එහි බහු පහර ප්‍රතිරෝධය සාමාන්‍ය SiC පිඟන් මැටිවලට වඩා උසස් වන අතර සිලින්ඩරාකාර සැහැල්ලු ආරක්ෂිත සන්නාහයේ අස්ථි බිඳීමේ ලක්ෂ්‍යය ටොන් 65 ඉක්මවිය හැකිය.
2. ප්‍රතික්‍රියා සින්ටර් කරන ලද SiC සෙරමික් (RB SiC)
මූලික වාසි: විශිෂ්ට යාන්ත්‍රික ක්‍රියාකාරිත්වය, ඉහළ ශක්තිය, විඛාදන ප්‍රතිරෝධය සහ ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය; අඩු සින්ටර් කිරීමේ උෂ්ණත්වය සහ පිරිවැය, ශුද්ධ ප්‍රමාණයට ආසන්නව සෑදීමේ හැකියාව ඇත. මෙම ක්‍රියාවලියට කාබන් ප්‍රභවයක් SiC කුඩු සමඟ මිශ්‍ර කර බිලට් එකක් නිපදවීම ඇතුළත් වේ. ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී, උණු කළ සිලිකන් බිලට් එකට ඇතුළු වී කාබන් සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර β – SiC සාදයි, එය මුල් α – SiC සමඟ ඒකාබද්ධ වී සිදුරු පුරවයි. සින්ටර් කිරීමේදී ප්‍රමාණයේ වෙනස කුඩා වන අතර එය සංකීර්ණ හැඩැති නිෂ්පාදන කාර්මික නිෂ්පාදනය සඳහා සුදුසු වේ.
සාමාන්‍ය යෙදුම්: ඉහළ උෂ්ණත්ව උඳුන් උපකරණ, විකිරණ නල, තාප හුවමාරුකාරක, සල්ෆරීකරණය ඉවත් කිරීමේ තුණ්ඩ; එහි අඩු තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය, ඉහළ ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය සහ ආසන්න දැල් සෑදීමේ ලක්ෂණ නිසා, එය අභ්‍යවකාශ පරාවර්තක සඳහා කදිම ද්‍රව්‍යයක් බවට පත්ව ඇත; එය ඉලෙක්ට්‍රොනික නල සහ අර්ධ සන්නායක චිප නිෂ්පාදන උපකරණ සඳහා ආධාරක සවි කිරීමක් ලෙස ක්වාර්ට්ස් වීදුරු ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැකිය.

3. උණුසුම් පීඩන ලද සින්ටර් කරන ලද SiC සෙරමික් (HP SiC)
මූලික වාසිය: ඉහළ උෂ්ණත්වය සහ ඉහළ පීඩනය යටතේ සමමුහුර්ත සින්ටර් කිරීම, කුඩු තාප ප්ලාස්ටික් තත්වයක පවතින අතර එය ස්කන්ධ හුවමාරු ක්‍රියාවලියට හිතකර වේ.එයට අඩු උෂ්ණත්වවලදී සහ කෙටි කාලයක් තුළ සියුම් ධාන්‍ය, ඉහළ ඝනත්වය සහ හොඳ යාන්ත්‍රික ගුණ සහිත නිෂ්පාදන නිපදවිය හැකි අතර සම්පූර්ණ ඝනත්වය සහ ආසන්න පිරිසිදු සින්ටර් කිරීමේ තත්වයක් ලබා ගත හැකිය.
සාමාන්‍ය යෙදුම: වියට්නාම් යුද්ධයේදී එක්සත් ජනපද හෙලිකොප්ටර් කාර්ය මණ්ඩල සාමාජිකයින් සඳහා වෙඩි නොවදින කබා ලෙස මුලින් භාවිතා කරන ලද අතර, සන්නාහ වෙළඳපොළ උණුසුම් පීඩන ලද බෝරෝන් කාබයිඩ් මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය විය; වර්තමානයේ, එය බොහෝ විට සංයුති පාලනය, සංශුද්ධතාවය සහ ඝනත්වය සඳහා අතිශයින් ඉහළ අවශ්‍යතා සහිත ක්ෂේත්‍ර මෙන්ම ඇඳුම්-ප්‍රතිරෝධී සහ න්‍යෂ්ටික කර්මාන්ත ක්ෂේත්‍ර වැනි ඉහළ අගය එකතු කළ අවස්ථා වලදී භාවිතා වේ.
4. නැවත ස්ඵටිකීකරණය කරන ලද SiC සෙරමික් (R-SiC)
මූලික වාසිය: සින්ටර් කිරීමේ ආධාරක එකතු කිරීමට අවශ්‍ය නැත, එය අතිශය ඉහළ සංශුද්ධතාවය සහ විශාල SiC උපාංග සකස් කිරීම සඳහා පොදු ක්‍රමයකි. මෙම ක්‍රියාවලියට රළු සහ සියුම් SiC කුඩු සමානුපාතිකව මිශ්‍ර කර ඒවා සෑදීම, 2200~2450 ℃ හි නිෂ්ක්‍රීය වායුගෝලයක සින්ටර් කිරීම ඇතුළත් වේ. රළු අංශු අතර ස්පර්ශයේදී සියුම් අංශු වාෂ්ප වී ඝනීභවනය වී සෙරමික් සාදයි, දියමන්ති වලට පමණක් දෙවැනි වන දෘඪතාවක් ඇත. SiC ඉහළ ඉහළ උෂ්ණත්ව ශක්තිය, විඛාදන ප්‍රතිරෝධය, ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය සහ තාප කම්පන ප්‍රතිරෝධය රඳවා ගනී.
සාමාන්‍ය යෙදුම්: ඉහළ උෂ්ණත්ව උඳුන් ගෘහ භාණ්ඩ, තාප හුවමාරුකාරක, දහන තුණ්ඩ; අභ්‍යවකාශ සහ හමුදා ක්ෂේත්‍රවල, එය එන්ජින්, වලිග වරල් සහ ෆියුස්ලේජ් වැනි අභ්‍යවකාශ යානා ව්‍යුහාත්මක සංරචක නිෂ්පාදනය කිරීමට භාවිතා කරන අතර එමඟින් උපකරණ ක්‍රියාකාරිත්වය සහ සේවා කාලය වැඩි දියුණු කළ හැකිය.
5. සිලිකන් ආක්‍රමණය කරන ලද SiC සෙරමික් (SiSiC)
මූලික වාසි: කාර්මික නිෂ්පාදනය සඳහා වඩාත් සුදුසු, කෙටි සින්ටර් කිරීමේ කාලය, අඩු උෂ්ණත්වය, සම්පූර්ණයෙන්ම ඝන සහ විකෘති නොවූ, SiC න්‍යාසය සහ ආක්‍රමණය කරන ලද Si අවධියෙන් සමන්විත, ක්‍රියාවලි දෙකකට බෙදා ඇත: ද්‍රව ආක්‍රමණය සහ වායු ආක්‍රමණය. දෙවැන්න ඉහළ පිරිවැයක් ඇති නමුත් නිදහස් සිලිකන් වල වඩා හොඳ ඝනත්වයක් සහ ඒකාකාරිත්වයක් ඇත.
සාමාන්‍ය යෙදුම්: අඩු සිදුරු, හොඳ වාතය රහිත බව සහ අඩු ප්‍රතිරෝධය ස්ථිතික විදුලිය ඉවත් කිරීමට හිතකර වේ, විශාල, සංකීර්ණ හෝ කුහර කොටස් නිෂ්පාදනය සඳහා සුදුසු, අර්ධ සන්නායක සැකසුම් උපකරණවල බහුලව භාවිතා වේ; එහි ඉහළ ප්‍රත්‍යාස්ථතා මාපාංකය, සැහැල්ලු, ඉහළ ශක්තිය සහ විශිෂ්ට වාතය රහිත බව නිසා, එය අභ්‍යවකාශ ක්ෂේත්‍රයේ වඩාත් කැමති ඉහළ කාර්ය සාධන ද්‍රව්‍යය වන අතර, එය අභ්‍යවකාශ පරිසරයන්හි බරට ඔරොත්තු දිය හැකි අතර උපකරණ නිරවද්‍යතාවය සහ ආරක්ෂාව සහතික කළ හැකිය.