Kuwulula makhalidwe apadera ndi kuthekera kogwiritsa ntchito ufa wobiriwira wa silicon carbide
Mu gawo la zipangizo zamakono zamakono, ufa wobiriwira wa silicon carbide pang'onopang'ono ukukhala chinthu chofunikira kwambiri pakati pa anthu asayansi ya zinthu ndi zinthu zake zapadera zakuthupi ndi zamakemikolo. Chosakaniza ichi chopangidwa ndi zinthu za kaboni ndi silicon chawonetsa mwayi waukulu wogwiritsidwa ntchito m'magawo ambiri amafakitale chifukwa cha kapangidwe kake kapadera ka kristalo komanso magwiridwe antchito abwino kwambiri. Nkhaniyi ifufuza mozama za mawonekedwe apadera a ufa wobiriwira wa silicon carbide ndi mphamvu yake yogwiritsidwa ntchito m'magawo osiyanasiyana.
1. Makhalidwe oyambira a ufa wobiriwira wa silicon carbide
Silikoni carbide yobiriwira (SiC) ndi chinthu chopangidwa ndi zinthu zolimba kwambiri ndipo ndi cha gulu la covalent bond compound. Kapangidwe kake ka kristalo kamapereka dongosolo la hexagonal lokhala ndi mawonekedwe ofanana ndi diamondi. Ufa wa silicon carbide wobiriwira nthawi zambiri umatanthauza zinthu zopangidwa ndi ufa zomwe zimakhala ndi tinthu tating'onoting'ono ta 0.1-100 microns, ndipo mtundu wake umapereka mitundu yosiyanasiyana kuyambira wobiriwira wopepuka mpaka wobiriwira wakuda chifukwa cha kuyera kosiyana komanso kuchuluka kwa zodetsa.
Kuchokera ku kapangidwe ka microscopic, atomu iliyonse ya silicon mu kristalo wobiriwira wa silicon carbide imapanga mgwirizano wa tetrahedral ndi maatomu anayi a kaboni. Kapangidwe ka covalent bond kolimba kameneka kamapangitsa kuti zinthuzo zikhale zolimba kwambiri komanso kuti zikhale zolimba. Ndikofunikira kudziwa kuti kuuma kwa Mohs kwa silicon carbide wobiriwira kumafika pa 9.2-9.3, yachiwiri pambuyo pa diamondi ndi cubic boron nitride, zomwe zimapangitsa kuti ikhale yosasinthika m'munda wa abrasives.
2. Kapangidwe kapadera ka ufa wobiriwira wa silicon carbide
1. Katundu wabwino kwambiri wamakina
Chinthu chodziwika bwino cha ufa wobiriwira wa silicon carbide ndi kuuma kwake kwakukulu kwambiri. Kuuma kwake kwa Vickers kumatha kufika 2800-3300kg/mm², zomwe zimapangitsa kuti igwire bwino ntchito pokonza zinthu zolimba. Nthawi yomweyo, silicon carbide yobiriwira ilinso ndi mphamvu yabwino yopondereza ndipo imatha kukhalabe ndi mphamvu zambiri zamakanika kutentha kwambiri. Izi zimapangitsa kuti zitheke kugwiritsidwa ntchito m'malo ovuta kwambiri.
2. Katundu wabwino kwambiri wotenthetsera
Mphamvu ya kutentha ya silicon carbide yobiriwira ndi yokwera kufika pa 120-200W/(m·K), yomwe ndi nthawi 3-5 kuposa ya chitsulo wamba. Mphamvu yabwino kwambiri ya kutentha iyi imapangitsa kuti ikhale chinthu chabwino kwambiri chotenthetsera kutentha. Chodabwitsa kwambiri ndichakuti mphamvu ya kutentha ya silicon carbide yobiriwira ndi 4.0×10⁻⁶/℃ yokha, zomwe zikutanthauza kuti imakhala ndi kukhazikika kwabwino kwambiri kutentha kukasintha, ndipo sipanga kusintha koonekeratu chifukwa cha kukula ndi kupindika kwa kutentha.
3. Kukhazikika kwapadera kwa mankhwala
Ponena za mphamvu zake za mankhwala, silicon carbide yobiriwira imakhala ndi mphamvu yolimba kwambiri. Imatha kupirira dzimbiri la ma acid ambiri, alkalis ndi mchere, ndipo imatha kukhalabe yokhazikika ngakhale kutentha kwambiri. Kafukufuku akuwonetsa kuti silicon carbide yobiriwira imatha kukhalabe yokhazikika bwino pamalo osungira oxidizing pansi pa 1000℃, zomwe zimapangitsa kuti ikhale yogwiritsidwa ntchito kwa nthawi yayitali m'malo owononga.
4. Katundu wapadera wamagetsi
Carbide yobiriwira ya silicon ndi chipangizo chachikulu cha semiconductor chokhala ndi bandgap m'lifupi mwake cha 3.0eV, chomwe ndi chachikulu kwambiri kuposa 1.1eV ya silicon. Mbali imeneyi imailola kupirira ma voltage ndi kutentha kwakukulu, ndipo ili ndi ubwino wapadera pazida zamagetsi zamagetsi. Kuphatikiza apo, carbide yobiriwira ya silicon ilinso ndi kuyenda kwa ma electron ambiri, zomwe zimapangitsa kuti zikhale zotheka kupanga zida zama frequency apamwamba.
3. Njira yokonzekera ufa wobiriwira wa silicon carbide
Kukonzekera kwa ufa wa silicon carbide wobiriwira kumagwiritsa ntchito njira ya Acheson. Njirayi imasakaniza mchenga wa quartz ndi petroleum coke muyeso winawake ndikuzitentha mpaka 2000-2500℃ mu uvuni wokana kuti zichitike. Silicon carbide wobiriwira wopangidwa ndi zomwe zimachitikazo umachitika m'njira monga kuphwanya, kugawa, ndi kusonkhanitsa kuti pomaliza pake papezeke zinthu za ufa wa micropowder wa kukula kosiyanasiyana kwa tinthu.
M'zaka zaposachedwapa, ndi kupita patsogolo kwa ukadaulo, njira zatsopano zokonzekera zatulukira. Kuyika mpweya wa chemical vapor (CVD) kumatha kukonza ufa wobiriwira wa silicon carbide woyeretsedwa kwambiri; njira ya sol-gel imatha kuwongolera molondola kukula kwa tinthu tating'onoting'ono ndi mawonekedwe a ufa; njira ya plasma imatha kupanga mosalekeza ndikuwonjezera magwiridwe antchito. Njira zatsopanozi zimapereka mwayi wochulukirapo wokonzanso magwiridwe antchito ndikugwiritsa ntchito ufa wobiriwira wa silicon carbide.
4. Malo ofunikira kwambiri a ufa wobiriwira wa silicon carbide
1. Kupera ndi kupukuta bwino
Monga cholimba kwambiri, ufa wobiriwira wa silicon carbide umagwiritsidwa ntchito kwambiri pokonza bwino ma carbide opangidwa ndi simenti, ziwiya zadothi, magalasi ndi zinthu zina. Mu makampani opanga ma semiconductor, ufa wobiriwira wa silicon carbide woyera kwambiri umagwiritsidwa ntchito popukuta ma wafer a silicon, ndipo magwiridwe ake odulira ndi abwino kuposa a alumina abrasives achikhalidwe. Mu gawo la kukonza zinthu zowunikira, ufa wobiriwira wa silicon carbide ukhoza kukhala ndi mawonekedwe osalala komanso ogwirizana ndi zofunikira pakupanga zinthu zowunikira zolondola kwambiri.
2. Zipangizo zapamwamba zadothi
Ufa wobiriwira wa silicon carbide ndi chinthu chofunikira kwambiri popanga zinthu zadothi zogwira ntchito bwino. Zinthu zadothi zomangidwa ndi makina okhala ndi mphamvu zabwino kwambiri komanso kukhazikika kwa kutentha zimatha kupangidwa kudzera mu njira zotenthetsera kutentha kapena zotenthetsera. Mtundu uwu wa zinthu zadothi umagwiritsidwa ntchito kwambiri m'zigawo zazikulu monga zomatira zamakina, mabearing, ndi ma nozzles, makamaka m'mikhalidwe yovuta yogwirira ntchito monga kutentha kwambiri ndi dzimbiri.
3. Zipangizo zamagetsi ndi zamagetsi
Mu gawo la zamagetsi, ufa wobiriwira wa silicon carbide umagwiritsidwa ntchito pokonzekera zipangizo za semiconductor zomwe zimakhala ndi bandgap yayikulu. Zipangizo zamagetsi zochokera ku silicon carbide yobiriwira zimakhala ndi magwiridwe antchito apamwamba, amphamvu kwambiri, komanso kutentha kwambiri, ndipo zimasonyeza kuthekera kwakukulu m'magalimoto atsopano amphamvu, ma gridi anzeru ndi madera ena. Kafukufuku wasonyeza kuti zipangizo zamagetsi zobiriwira za silicon carbide zimatha kuchepetsa kutayika kwa mphamvu ndi zoposa 50% poyerekeza ndi zipangizo zachikhalidwe zochokera ku silicon.
4. Kulimbitsa kophatikizana
Kuwonjezera ufa wobiriwira wa silicon carbide ngati gawo lolimbitsa ku chitsulo kapena polima matrix kungathandize kwambiri kulimbitsa mphamvu, kuuma ndi kukana kuwonongeka kwa zinthu zophatikizika. Mu gawo la ndege, zinthu zophatikizika za silicon carbide zochokera ku aluminiyamu zimagwiritsidwa ntchito popanga zinthu zopepuka komanso zolimba kwambiri; mumakampani opanga magalimoto, ma brake pads olimbikitsidwa ndi silicon carbide amawonetsa kukana kutentha kwambiri.
5. Zipangizo ndi zokutira zopopera
Pogwiritsa ntchito kukhazikika kwa kutentha kwa silicon carbide yobiriwira, zinthu zoyeretsera zogwira ntchito kwambiri zitha kukonzedwa. Mumakampani opanga zitsulo zoyeretsera, njerwa zoyeretsera ...