كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنىڭ «كلون تېخنىكىسى»: بەش ئاساسلىق تۈرنى تەھلىل قىلىش

كرېمنىي كاربىد (SiC) كېرامىكاتۆۋەن ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى، يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى، يۇقىرى قاتتىقلىقى ۋە ئېسىل ئىسسىقلىق ۋە خىمىيىلىك مۇقىملىقى سەۋەبىدىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق قۇرۇلما كېرامىكىسى ساھەسىدىكى يادرولۇق ماتېرىيالغا ئايلاندى. ئۇلار ئاۋىئاتسىيە، يادرو ئېنېرگىيەسى، ھەربىي ئىشلار ۋە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ قاتارلىق مۇھىم ساھەلەردە كەڭ قوللىنىلىدۇ.
قانداقلا بولمىسۇن، SiC نىڭ ئىنتايىن كۈچلۈك كوۋالېنت باغلىنىشى ۋە تۆۋەن تارقىلىش كوئېففىتسېنتى ئۇنىڭ زىچلىشىشىنى قىيىنلاشتۇرىدۇ. بۇ مەقسەت ئۈچۈن، سانائەت ھەر خىل سىنتېرلاش تېخنىكىلىرىنى تەرەققىي قىلدۇردى، ھەر خىل تېخنىكىلار ئارقىلىق تەييارلانغان SiC كېرامىكىسىنىڭ مىكرو قۇرۇلمىسى، خۇسۇسىيىتى ۋە قوللىنىش ئەھۋالىدا زور پەرق بار. بۇ يەردە بەش خىل ئاساسلىق كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسىنىڭ يادرولۇق خۇسۇسىيەتلىرىنىڭ تەھلىلى كۆرسىتىلدى.
1. بېسىمسىز پىششىقلاپ ئىشلەنگەن SiC كېرامىكا (S-SiC)
ئاساسلىق ئەۋزەللىكلىرى: كۆپ خىل قېلىپلاش جەريانلىرىغا ماس كېلىدۇ، باھاسى تۆۋەن، شەكلى ۋە چوڭ-كىچىكلىكى بىلەن چەكلەنمەيدۇ، بۇ كۆپ مىقداردا ئىشلەپچىقىرىشقا ئېرىشىشنىڭ ئەڭ ئاسان پىشۇرۇش ئۇسۇلى. ئاز مىقداردا ئوكسىگېن بار β – SiC غا بور ۋە كاربون قوشۇپ، ئۇنى تەخمىنەن 2000 ℃ تېمپېراتۇرىدا ئىنېرت ئاتموسفېرا ئاستىدا پىشۇرۇش ئارقىلىق، نەزەرىيە جەھەتتىن زىچلىقى %98 بولغان پىشۇرۇلغان جىسىمغا ئېرىشكىلى بولىدۇ. ئىككى خىل جەريان بار: قاتتىق باسقۇچ ۋە سۇيۇق باسقۇچ. بىرىنچىسى يۇقىرى زىچلىق ۋە ساپلىققا ئىگە، شۇنداقلا يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرىغا چىداملىق.
ئادەتتىكى قوللىنىشچانلىقى: ئۇپراشقا چىداملىق ۋە چىرىشكە چىداملىق پېچەتلەش ھالقىسى ۋە سىيرىلىشچان ياستۇقلارنى كۆپ مىقداردا ئىشلەپچىقىرىش؛ يۇقىرى قاتتىقلىقى، تۆۋەن سېلىشتۇرما ئېغىرلىق كۈچى ۋە ياخشى باللىستىك ئىقتىدارى سەۋەبىدىن، ئۇ ئاپتوموبىل ۋە پاراخوتلارنىڭ ئوق ئۆتمەس ساۋۇتى، شۇنداقلا پۇقرالارنىڭ بىخەتەرلىك ساندۇقى ۋە نەق پۇل توشۇش ئاپتوموبىللىرىنى قوغداش ئۈچۈن كەڭ قوللىنىلىدۇ. ئۇنىڭ كۆپ قېتىملىق سوقۇلۇشقا چىدامچانلىقى ئادەتتىكى SiC ساپاللىرىدىن ئۈستۈن تۇرىدۇ، سىلىندىر شەكىللىك يېنىك قوغداش ساۋۇتىنىڭ سۇنۇش نۇقتىسى 65 توننىدىن ئاشىدۇ.
2. رېئاكسىيەلىك سىلسىللانغان SiC كېرامىكىسى (RB SiC)
ئاساسلىق ئەۋزەللىكلىرى: مېخانىكىلىق ئىقتىدارى ئەلا، يۇقىرى كۈچلۈكلۈك، چىرىشكە چىداملىق ۋە ئوكسىدلىنىشقا چىداملىق؛ تۆۋەن پىشۇرۇش تېمپېراتۇرىسى ۋە تەننەرخى، تور چوڭلۇقىغا يېقىن شەكىل ھاسىل قىلالايدۇ. بۇ جەريان كاربون مەنبەسىنى SiC پاراشوكى بىلەن ئارىلاشتۇرۇپ، بىر پارچە ماددىنى ھاسىل قىلىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا، ئېرىتىلگەن كرېمنىي پىشۇرۇشقا سىڭىپ كىرىپ، كاربون بىلەن رېئاكسىيەلىشىپ β – SiC ھاسىل قىلىدۇ، بۇ ماددى ئەسلىدىكى α – SiC بىلەن بىرلىشىپ، تۆشۈكلەرنى تولدۇرىدۇ. پىشۇرۇش جەريانىدا چوڭلۇق ئۆزگىرىشى كىچىك بولۇپ، مۇرەككەپ شەكىللىك مەھسۇلاتلارنى سانائەت ئىشلەپچىقىرىشىغا ماس كېلىدۇ.
ئادەتتىكى قوللىنىشچانلىقى: يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئوچاق ئۈسكۈنىلىرى، نۇرلۇق تۇرۇبا، ئىسسىقلىق ئالماشتۇرغۇچ، كۈكۈرتسىزلەندۈرۈش ئېغىزى؛ تۆۋەن ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى، يۇقىرى ئېلاستىكىلىق مودۇلى ۋە تورغا يېقىن شەكىللەندۈرۈش خۇسۇسىيىتى سەۋەبىدىن، ئۇ بوشلۇق قايتۇرۇش ئۈسكۈنىلىرى ئۈچۈن ئەڭ ياخشى ماتېرىيالغا ئايلاندى؛ ئۇ يەنە ئېلېكترون تۇرۇبا ۋە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ چىپ ئىشلەپچىقىرىش ئۈسكۈنىلىرىنىڭ تىرەكلىك قۇرۇلمىسى سۈپىتىدە كۋارتس ئەينەكنىڭ ئورنىنى ئالالايدۇ.

3. قىزىق سىقىلغان سىلىكونلۇق كېرامىكا (HP SiC)
ئاساسلىق ئەۋزەللىكى: يۇقىرى تېمپېراتۇرا ۋە يۇقىرى بېسىم ئاستىدا ماس قەدەمدە پىشۇرۇش، پاراشوك تېرموپلاستىك ھالەتتە بولۇپ، ماسسا يۆتكەش جەريانىغا پايدىلىق. ئۇ تۆۋەن تېمپېراتۇرىدا ۋە قىسقا ۋاقىت ئىچىدە نېپىز دانچىلار، يۇقىرى زىچلىق ۋە ياخشى مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتكە ئىگە مەھسۇلاتلارنى ئىشلەپچىقىرالايدۇ، تولۇق زىچلىققا ۋە ساپ پىشۇرۇش ھالىتىگە يېتەلەيدۇ.
ئادەتتىكى ئىشلىتىلىشى: دەسلەپتە ۋېيتنام ئۇرۇشى مەزگىلىدە ئامېرىكا تىك ئۇچار ئايروپىلان ئەترىتى ئەزالىرىنىڭ ئوق ئۆتمەس كىيىمى سۈپىتىدە ئىشلىتىلگەن، ساۋۇت بازىرىنىڭ ئورنىنى ئىسسىق سىقىلغان بور كاربىد ئالغان؛ ھازىر ئۇ ئاساسلىقى تەركىبىنى كونترول قىلىش، ساپلىق ۋە زىچلاشتۇرۇشقا ئىنتايىن يۇقىرى تەلەپ قويىدىغان ساھەلەر، شۇنداقلا ئۇپراشقا چىداملىق ۋە يادرو سانائىتى قاتارلىق يۇقىرى قوشۇمچە قىممەتلىك ئەھۋاللاردا ئىشلىتىلىدۇ.
4. قايتا كىرىستاللاشتۇرۇلغان SiC كېرامىكىسى (R-SiC)
ئاساسلىق ئەۋزەللىكى: پىلاستىنكا ياردەمچىلىرىنى قوشۇشنىڭ ھاجىتى يوق، بۇ ئىنتايىن يۇقىرى ساپلىقتىكى ۋە چوڭ SiC ئۈسكۈنىلىرىنى تەييارلاشنىڭ ئورتاق ئۇسۇلى. بۇ جەريان قېلىن ۋە نېپىز SiC پاراشوكلىرىنى نىسبەت بويىچە ئارىلاشتۇرۇپ، ئۇلارنى 2200 ~ 2450 ℃ تېمپېراتۇرىدىكى ئىنېرت ئاتموسفېرادا پىلاستىنكا قىلىپ شەكىللەندۈرۈشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. نېپىز زەررىچىلەر قېلىن زەررىچىلەرنىڭ تېگىشىشىدە پارغا ئايلىنىپ قويۇقلىشىپ، كېرامىكا ھاسىل قىلىدۇ، قاتتىقلىقى جەھەتتە پەقەت ئالماستىنلا قالسىلا ئىككىنچى ئورۇندا تۇرىدۇ. SiC يۇقىرى تېمپېراتۇرا چىدامچانلىقى، چىرىشكە چىدامچانلىقى، ئوكسىدلىنىشقا چىدامچانلىقى ۋە ئىسسىقلىق سوقۇلۇشىغا چىدامچانلىقىنى ساقلايدۇ.
ئادەتتىكى قوللىنىشچانلىقى: يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئوچاق ئۆي جاھازلىرى، ئىسسىقلىق ئالماشتۇرغۇچ، يېقىلغۇ چىقىرىش ئېغىزى؛ ئاۋىئاتسىيە ۋە ھەربىي ساھەلەردە، ئۇ ماتور، قۇيرۇق قانات ۋە ئايروپىلان گەۋدىسى قاتارلىق ئالەم كېمىسىنىڭ قۇرۇلما زاپچاسلىرىنى ئىشلەپچىقىرىشتا ئىشلىتىلىدۇ، بۇ ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىقتىدارى ۋە ئىشلىتىش ئۆمرىنى ياخشىلىيالايدۇ.
5. كرېمنىيغا سىڭىپ كىرگەن SiC كېرامىكا (SiSiC)
ئاساسلىق ئەۋزەللىكلىرى: سانائەت ئىشلەپچىقىرىشىغا ئەڭ ماس كېلىدۇ، قىسقا ۋاقىت ئىچىدە پىشۇرۇلىدۇ، تېمپېراتۇرىسى تۆۋەن، تولۇق زىچ ۋە شەكلى ئۆزگەرمەيدۇ، SiC ماترىتسىسى ۋە سىڭىپ كىرگەن Si باسقۇچىدىن تەركىب تاپقان بولۇپ، ئىككى جەريانغا بۆلۈنىدۇ: سۇيۇقلۇق سىڭىپ كىرىش ۋە گاز سىڭىپ كىرىش. كېيىنكىسىنىڭ تەننەرخى يۇقىرى، ئەمما ئەركىن كرېمنىينىڭ زىچلىقى ۋە بىردەكلىكى ياخشى.
ئادەتتىكى قوللىنىشچانلىقى: تۆشۈكلۈكى تۆۋەن، ھاۋا ئۆتكۈزۈشچانلىقى ياخشى ۋە قارشىلىقى تۆۋەن بولغاچقا، ستاتىك توكنى يوقىتىشقا پايدىلىق، چوڭ، مۇرەككەپ ياكى بوشلۇق زاپچاسلارنى ئىشلەپچىقىرىشقا ماس كېلىدۇ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ بىر تەرەپ قىلىش ئۈسكۈنىلىرىدە كەڭ قوللىنىلىدۇ؛ يۇقىرى ئېلاستىكىلىق مودۇلى، يېنىكلىكى، يۇقىرى كۈچلۈكلۈكى ۋە ئېسىل ھاۋا ئۆتكۈزۈشچانلىقى سەۋەبىدىن، ئۇ ئالەم بوشلۇقى مۇھىتىدىكى يۈكلەرگە بەرداشلىق بېرەلەيدىغان ۋە ئۈسكۈنىلەرنىڭ توغرىلىقى ۋە بىخەتەرلىكىگە كاپالەتلىك قىلىدىغان ئاۋىئاتسىيە ساھەسىدىكى ئەڭ ياخشى يۇقىرى ئىقتىدارلىق ماتېرىيال ھېسابلىنىدۇ.