Керамикаи силикон карбид (SiC)аз сабаби коэффитсиенти пасти васеъшавии гармӣ, гузаронандагии баланди гармӣ, сахтии баланд ва устувории аълои гармӣ ва химиявии худ, дар соҳаи сафолҳои сохтории баландҳарорат ба маводи асосӣ табдил ёфтаанд. Онҳо дар соҳаҳои калидӣ ба монанди кайҳонӣ, энергетикаи ҳастаӣ, низомӣ ва нимноқилҳо васеъ истифода мешаванд.
Аммо, пайвандҳои хеле қавии ковалентӣ ва коэффитсиенти пасти диффузияи SiC зичии онро душвор мегардонад. Барои ин, саноат технологияҳои гуногуни синтеризатсияро таҳия кардааст ва сафолҳои SiC, ки бо истифода аз технологияҳои гуногун омода карда шудаанд, дар сохтори микросохтор, хосиятҳо ва сенарияҳои татбиқ фарқиятҳои назаррас доранд. Дар ин ҷо таҳлили хусусиятҳои асосии панҷ сафолҳои карбиди кремнийи асосӣ оварда шудааст.
1. Сафолҳои SiC бе фишори синтеризатсияшуда (S-SiC)
Афзалиятҳои асосӣ: Барои равандҳои гуногуни қолабсозӣ мувофиқ аст, арзиши паст, на бо шакл ва андоза маҳдуд аст, он осонтарин усули синтеризатсия барои ба даст овардани истеҳсоли оммавӣ мебошад. Бо илова кардани бор ва карбон ба β – SiC, ки миқдори ками оксигенро дар бар мегирад ва синтеризатсияи он дар атмосфераи инертӣ дар тақрибан 2000 ℃, ҷисми синтеризатсияшуда бо зичии назариявии 98% ба даст овардан мумкин аст. Ду раванд мавҷуданд: фазаи сахт ва фазаи моеъ. Аввалин зичии баландтар ва покӣ, инчунин гузаронандагии баланди гармӣ ва қувваи ҳарорати баланд дорад.
Истифодаҳои маъмулӣ: Истеҳсоли оммавии ҳалқаҳои мӯҳркунандаи тобовар ба фарсудашавӣ ва зангзанӣ ва подшипникҳои лағжанда; Аз сабаби сахтии баланд, вазнинии хоси паст ва иҷрои хуби баллистикии худ, он ба таври васеъ ҳамчун зиреҳи тирногузар барои воситаҳои нақлиёт ва киштиҳо, инчунин барои ҳифзи сейфҳои шаҳрвандӣ ва воситаҳои нақлиёти пулӣ истифода мешавад. Муқовимати зарбаҳои бисёркаратаи он аз сафолҳои оддии SiC бартарӣ дорад ва нуқтаи шикастани зиреҳи муҳофизатии сабуки силиндрӣ метавонад ба зиёда аз 65 тонна расад.
2. Сафолҳои SiC бо реаксияи синтеризатсияшуда (RB SiC)
Афзалиятҳои асосӣ: Коркарди аълои механикӣ, мустаҳкамии баланд, муқовимат ба зангзанӣ ва муқовимати оксидшавӣ; Ҳарорати пасти пухтан ва арзиши он, ки қодир аст қариб ба андозаи холис табдил ёбад. Ин раванд омехта кардани манбаи карбонро бо хокаи SiC барои истеҳсоли порча дар бар мегирад. Дар ҳарорати баланд, кремнийи гудохта ба порча ворид шуда, бо карбон реаксия карда, β – SiC-ро ташкил медиҳад, ки бо α – SiC-и аслӣ якҷоя шуда, сӯрохиҳоро пур мекунад. Тағйирёбии андоза ҳангоми пухтан ночиз аст, ки онро барои истеҳсоли саноатии маҳсулоти шаклдор мувофиқ мегардонад.
Барномаҳои маъмулӣ: Таҷҳизоти танӯрҳои ҳарорати баланд, найчаҳои радиатсионӣ, ивазкунандаҳои гармӣ, соплоҳои безулфуризатсия; Аз сабаби коэффитсиенти пасти васеъшавии гармӣ, модули баланди эластикӣ ва хусусиятҳои ташаккули қариб шабака, он ба маводи беҳтарин барои инъикоскунандаи фазо табдил ёфтааст; Он инчунин метавонад шишаи кварсиро ҳамчун асбоби ёрирасон барои найчаҳои электронӣ ва таҷҳизоти истеҳсоли чипҳои нимноқил иваз кунад.
3. Сафолҳои SiC бо истифода аз гармфишурдашудаи синтӣ (HP SiC)
Бартарии асосӣ: Синхронизатсияи ҳамзамонӣ дар зери ҳарорати баланд ва фишори баланд, хока дар ҳолати термопластикӣ қарор дорад, ки барои раванди интиқоли масса мусоид аст. Он метавонад маҳсулотро бо донаҳои майда, зичии баланд ва хосиятҳои хуби механикӣ дар ҳарорати пасттар ва дар муддати кӯтоҳ истеҳсол кунад ва метавонад зичии пурра ва қариб холисро ба даст орад.
Истифодаи маъмулӣ: Дар ибтидо ҳамчун нимтанаҳои зиреҳпӯш барои аъзои экипажи чархболҳои ИМА дар давраи ҷанги Ветнам истифода мешуд, бозори зиреҳпӯш бо карбиди бор бо фишори гарм иваз карда шуд; Дар айни замон, он асосан дар сенарияҳои дорои арзиши иловашудаи баланд, ба монанди соҳаҳое, ки талаботи хеле баланд барои назорати таркиб, покӣ ва зичӣ доранд, инчунин соҳаҳои саноати фарсудашавӣ ва ҳастаӣ истифода мешавад.
4. Сафолҳои аз нав кристаллшудаи SiC (R-SiC)
Бартарии асосӣ: Ба илова кардани ёрирасонҳои пухтакунӣ ниёз нест, ин як усули маъмул барои тайёр кардани дастгоҳҳои ултра-баландсифат ва калонҳаҷми SiC мебошад. Ин раванд омехта кардани хокаҳои дағал ва майдаи SiC-ро мутаносибан ва ташаккул додани онҳо, пухтани онҳо дар атмосфераи инертӣ дар ҳарорати 2200 ~ 2450 ℃ дар бар мегирад. Зарраҳои майда дар тамос байни зарраҳои дағал бухор мешаванд ва конденсатсия мешаванд ва сафолиро ташкил медиҳанд, ки сахтии онҳо танҳо пас аз алмос дуюм аст. SiC қувваи баланди ҳарорати баланд, муқовимат ба зангзанӣ, муқовимати оксидшавӣ ва муқовимати зарбаи гармиро нигоҳ медорад.
Барномаҳои маъмулӣ: мебелҳои танӯрҳои ҳарорати баланд, ивазкунандаҳои гармӣ, соплоҳои сӯзишворӣ; Дар соҳаҳои кайҳонӣ ва низомӣ, он барои истеҳсоли ҷузъҳои сохтории киштиҳои кайҳонӣ, ба монанди муҳаррикҳо, болҳои дум ва фюзеляж истифода мешавад, ки метавонанд кори таҷҳизот ва мӯҳлати хидматро беҳтар созанд.
5. Сафолҳои SiC (SiSiC), ки ба кремний ворид шудаанд
Афзалиятҳои асосӣ: Барои истеҳсоли саноатӣ мувофиқтарин аст, бо вақти кӯтоҳи пухташавӣ, ҳарорати паст, пурра зич ва деформатсиянашуда, аз матритсаи SiC ва фазаи инфилтратсияшудаи Si иборат аст, ки ба ду раванд тақсим мешавад: инфилтратсияи моеъ ва инфилтратсияи газ. Охиринӣ арзиши баландтар дорад, аммо зичии беҳтар ва якрангии кремнийи озодро дорад.
Барномаҳои маъмулӣ: сӯрохии паст, ҳавоногузарии хуб ва муқовимати паст барои аз байн бурдани нерӯи барқи статикӣ мусоидат мекунанд, барои истеҳсоли қисмҳои калон, мураккаб ё холӣ мувофиқанд ва ба таври васеъ дар таҷҳизоти коркарди нимноқилҳо истифода мешаванд; Аз сабаби модули баланди эластикӣ, сабукӣ, қувваи баланд ва ҳавоногузарии аълои худ, он маводи бартарии баландсифат дар соҳаи кайҳонӣ мебошад, ки метавонад ба борҳо дар муҳитҳои кайҳонӣ тоб оварад ва дақиқӣ ва бехатарии таҷҳизотро таъмин кунад.
Вақти нашр: 02 сентябри соли 2025