சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களின் "குளோன் நுட்பம்": ஐந்து முக்கிய வகைகளின் பகுப்பாய்வு.

சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) மட்பாண்டங்கள்குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகம், அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன், அதிக கடினத்தன்மை மற்றும் சிறந்த வெப்ப மற்றும் வேதியியல் நிலைத்தன்மை காரணமாக உயர் வெப்பநிலை கட்டமைப்பு மட்பாண்டத் துறையில் முக்கியப் பொருளாக மாறியுள்ளன. அவை விண்வெளி, அணுசக்தி, இராணுவம் மற்றும் குறைக்கடத்திகள் போன்ற முக்கிய துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
இருப்பினும், மிகவும் வலுவான கோவலன்ட் பிணைப்புகள் மற்றும் SiC இன் குறைந்த பரவல் குணகம் அதன் அடர்த்தியை கடினமாக்குகிறது. இதற்காக, இந்தத் தொழில் பல்வேறு சின்டரிங் தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்கியுள்ளது, மேலும் வெவ்வேறு தொழில்நுட்பங்களால் தயாரிக்கப்பட்ட SiC மட்பாண்டங்கள் நுண் கட்டமைப்பு, பண்புகள் மற்றும் பயன்பாட்டு சூழ்நிலைகளில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. ஐந்து முக்கிய சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களின் முக்கிய பண்புகளின் பகுப்பாய்வு இங்கே.
1. அழுத்தம் இல்லாத சின்டர் செய்யப்பட்ட SiC மட்பாண்டங்கள் (S-SiC)
முக்கிய நன்மைகள்: பல மோல்டிங் செயல்முறைகளுக்கு ஏற்றது, குறைந்த விலை, வடிவம் மற்றும் அளவு ஆகியவற்றால் வரையறுக்கப்படவில்லை, இது வெகுஜன உற்பத்தியை அடைய எளிதான சின்டரிங் முறையாகும். β – SiC இல் போரான் மற்றும் கார்பனைச் சேர்த்து, சுவடு அளவு ஆக்ஸிஜனைக் கொண்டு, சுமார் 2000 ℃ இல் ஒரு மந்த வளிமண்டலத்தின் கீழ் அதை சின்டர் செய்வதன் மூலம், 98% கோட்பாட்டு அடர்த்தி கொண்ட ஒரு சின்டர் செய்யப்பட்ட உடலைப் பெறலாம். இரண்டு செயல்முறைகள் உள்ளன: திட நிலை மற்றும் திரவ நிலை. முந்தையது அதிக அடர்த்தி மற்றும் தூய்மையைக் கொண்டுள்ளது, அதே போல் அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை வலிமையையும் கொண்டுள்ளது.
வழக்கமான பயன்பாடுகள்: தேய்மானம்-எதிர்ப்பு மற்றும் அரிப்பை எதிர்க்கும் சீலிங் வளையங்கள் மற்றும் சறுக்கும் தாங்கு உருளைகளின் பெருமளவிலான உற்பத்தி; அதன் அதிக கடினத்தன்மை, குறைந்த குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு விசை மற்றும் நல்ல பாலிஸ்டிக் செயல்திறன் காரணமாக, இது வாகனங்கள் மற்றும் கப்பல்களுக்கு குண்டு துளைக்காத கவசமாகவும், பொதுமக்கள் பாதுகாப்புப் பெட்டகங்கள் மற்றும் பணப் போக்குவரத்து வாகனங்களைப் பாதுகாப்பதற்கும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதன் மல்டி ஹிட் ரெசிஸ்டன்ஸ் சாதாரண SiC மட்பாண்டங்களை விட உயர்ந்தது, மேலும் உருளை வடிவ இலகுரக பாதுகாப்பு கவசத்தின் முறிவு புள்ளி 65 டன்களுக்கு மேல் அடையும்.
2. வினை வெப்பமாக்கப்பட்ட SiC மட்பாண்டங்கள் (RB SiC)
முக்கிய நன்மைகள்: சிறந்த இயந்திர செயல்திறன், அதிக வலிமை, அரிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு; குறைந்த சின்டரிங் வெப்பநிலை மற்றும் செலவு, நிகர அளவை நெருங்கும் திறன் கொண்டது. இந்த செயல்முறையானது ஒரு கார்பன் மூலத்தை SiC பொடியுடன் கலந்து ஒரு பில்லட்டை உருவாக்குகிறது. அதிக வெப்பநிலையில், உருகிய சிலிக்கான் பில்லட்டில் ஊடுருவி கார்பனுடன் வினைபுரிந்து β – SiC ஐ உருவாக்குகிறது, இது அசல் α – SiC உடன் இணைந்து துளைகளை நிரப்புகிறது. சின்டரிங் செய்யும் போது அளவு மாற்றம் சிறியது, இது சிக்கலான வடிவிலான தயாரிப்புகளின் தொழில்துறை உற்பத்திக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.
வழக்கமான பயன்பாடுகள்: உயர் வெப்பநிலை சூளை உபகரணங்கள், கதிரியக்க குழாய்கள், வெப்பப் பரிமாற்றிகள், கந்தக நீக்க முனைகள்; அதன் குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகம், அதிக மீள் மாடுலஸ் மற்றும் அருகிலுள்ள வலை உருவாக்கும் பண்புகள் காரணமாக, இது விண்வெளி பிரதிபலிப்பான்களுக்கு ஒரு சிறந்த பொருளாக மாறியுள்ளது; இது மின்னணு குழாய்கள் மற்றும் குறைக்கடத்தி சிப் உற்பத்தி உபகரணங்களுக்கான துணை சாதனமாக குவார்ட்ஸ் கண்ணாடியை மாற்ற முடியும்.

3. சூடான அழுத்தப்பட்ட சின்டர் செய்யப்பட்ட SiC மட்பாண்டங்கள் (HP SiC)
முக்கிய நன்மை: அதிக வெப்பநிலை மற்றும் உயர் அழுத்தத்தின் கீழ் ஒத்திசைவான சின்டரிங், தூள் ஒரு தெர்மோபிளாஸ்டிக் நிலையில் உள்ளது, இது நிறை பரிமாற்ற செயல்முறைக்கு உகந்தது.இது குறைந்த வெப்பநிலையிலும் குறுகிய நேரத்திலும் நுண்ணிய தானியங்கள், அதிக அடர்த்தி மற்றும் நல்ல இயந்திர பண்புகளைக் கொண்ட தயாரிப்புகளை உற்பத்தி செய்ய முடியும், மேலும் முழுமையான அடர்த்தி மற்றும் தூய சின்டரிங் நிலைக்கு அருகில் அடைய முடியும்.
வழக்கமான பயன்பாடு: வியட்நாம் போரின் போது அமெரிக்க ஹெலிகாப்டர் குழு உறுப்பினர்களுக்கு குண்டு துளைக்காத உள்ளாடைகளாக முதலில் பயன்படுத்தப்பட்டது, கவச சந்தை சூடான அழுத்தப்பட்ட போரான் கார்பைடால் மாற்றப்பட்டது; தற்போது, ​​இது பெரும்பாலும் கலவை கட்டுப்பாடு, தூய்மை மற்றும் அடர்த்திக்கு மிக அதிக தேவைகளைக் கொண்ட துறைகள், அத்துடன் தேய்மான-எதிர்ப்பு மற்றும் அணுசக்தி தொழில் துறைகள் போன்ற அதிக மதிப்பு கூட்டப்பட்ட சூழ்நிலைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
4. மறுபடிகமாக்கப்பட்ட SiC மட்பாண்டங்கள் (R-SiC)
முக்கிய நன்மை: சின்டரிங் எய்ட்களைச் சேர்க்க வேண்டிய அவசியமில்லை, இது மிக உயர்ந்த தூய்மை மற்றும் பெரிய SiC சாதனங்களைத் தயாரிப்பதற்கான ஒரு பொதுவான முறையாகும். இந்த செயல்முறையானது கரடுமுரடான மற்றும் மெல்லிய SiC பொடிகளை விகிதாச்சாரத்தில் கலந்து அவற்றை உருவாக்குவதையும், 2200~2450 ℃ வெப்பநிலையில் ஒரு மந்தமான வளிமண்டலத்தில் சின்டர் செய்வதையும் உள்ளடக்கியது. நுண்ணிய துகள்கள் கரடுமுரடான துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்பில் ஆவியாகி ஒடுங்கி மட்பாண்டங்களை உருவாக்குகின்றன, வைரத்திற்கு அடுத்தபடியாக கடினத்தன்மை கொண்டது. SiC அதிக உயர் வெப்பநிலை வலிமை, அரிப்பு எதிர்ப்பு, ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது.
வழக்கமான பயன்பாடுகள்: உயர் வெப்பநிலை சூளை தளபாடங்கள், வெப்பப் பரிமாற்றிகள், எரிப்பு முனைகள்; விண்வெளி மற்றும் இராணுவத் துறைகளில், இது இயந்திரங்கள், வால் துடுப்புகள் மற்றும் உடற்பகுதி போன்ற விண்கல கட்டமைப்பு கூறுகளை உற்பத்தி செய்யப் பயன்படுகிறது, இது உபகரணங்களின் செயல்திறன் மற்றும் சேவை வாழ்க்கையை மேம்படுத்த முடியும்.
5. சிலிக்கான் ஊடுருவிய SiC மட்பாண்டங்கள் (SiSiC)
முக்கிய நன்மைகள்: தொழில்துறை உற்பத்திக்கு மிகவும் பொருத்தமானது, குறுகிய சின்டரிங் நேரம், குறைந்த வெப்பநிலை, முழுமையாக அடர்த்தியானது மற்றும் சிதைக்கப்படாதது, SiC மேட்ரிக்ஸ் மற்றும் ஊடுருவிய Si கட்டம் ஆகியவற்றைக் கொண்டது, இரண்டு செயல்முறைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது: திரவ ஊடுருவல் மற்றும் வாயு ஊடுருவல். பிந்தையது அதிக விலை கொண்டது ஆனால் சிறந்த அடர்த்தி மற்றும் இலவச சிலிக்கானின் சீரான தன்மையைக் கொண்டுள்ளது.
வழக்கமான பயன்பாடுகள்: குறைந்த போரோசிட்டி, நல்ல காற்று புகாத தன்மை மற்றும் குறைந்த எதிர்ப்பு ஆகியவை நிலையான மின்சாரத்தை நீக்குவதற்கு உகந்தவை, பெரிய, சிக்கலான அல்லது வெற்று பாகங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கு ஏற்றவை, குறைக்கடத்தி செயலாக்க உபகரணங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன; அதன் உயர் மீள் மாடுலஸ், இலகுரக, அதிக வலிமை மற்றும் சிறந்த காற்று புகாத தன்மை காரணமாக, இது விண்வெளித் துறையில் விரும்பப்படும் உயர் செயல்திறன் பொருளாகும், இது விண்வெளி சூழல்களில் சுமைகளைத் தாங்கும் மற்றும் உபகரணங்களின் துல்லியம் மற்றும் பாதுகாப்பை உறுதி செய்யும்.