Керамічная тэхналогія з карбіду крэмнію і яе прымяненне ў фотаэлектрычнай галіне

I. Будова і ўласцівасці карбіду крэмнію

Карбід крэмнію SiC змяшчае крэмній і вуглярод. Гэта тыповае паліморфнае злучэнне, якое ў асноўным уключае α-SiC (стабільны пры высокіх тэмпературах) і β-SiC (стабільны пры нізкіх тэмпературах). Існуе больш за 200 паліморфаў, сярод якіх 3C-SiC β-SiC і 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC і 15R-SiC α-SiC з'яўляюцца больш рэпрэзентатыўнымі.

Малюнак Паліморфная структура SiC Калі тэмпература ніжэй за 1600 ℃, SiC існуе ў выглядзе β-SiC, які можна зрабіць з простай сумесі крэмнію і вугляроду пры тэмпературы каля 1450 ℃. Калі яна вышэй за 1600 ℃, β-SiC павольна ператвараецца ў розныя паліморфы α-SiC. 4H-SiC лёгка стварыць пры тэмпературы каля 2000 ℃; Политипы 6H і 15R лёгка стварыць пры высокіх тэмпературах вышэй за 2100 ℃; 6H-SiC таксама можа заставацца вельмі стабільным пры тэмпературах вышэй за 2200 ℃, таму ён больш распаўсюджаны ў прамысловасці. Чысты карбід крэмнію ўяўляе сабой бескаляровы і празрысты крышталь. Прамысловы карбід крэмнію бывае бясколерным, светла-жоўтым, светла-зялёным, цёмна-зялёным, светла-блакітным, цёмна-сінім і нават чорным, прычым ступень празрыстасці па чарзе памяншаецца. Абразіўная прамысловасць дзеліць карбід крэмнію на дзве катэгорыі ў залежнасці ад колеру: чорны карбід крэмнію і зялёны карбід крэмнія. Ад бясколернага да цёмна-зялёнага класіфікуюцца як зялёны карбід крэмнію, а ад светла-блакітнага да чорнага - як чорны карбід крэмнію. І чорны карбід крэмнію, і зялёны карбід крэмнія з'яўляюцца шасцікутнымі крышталямі α-SiC. Як правіла, у кераміцы з карбіду крэмнія ў якасці сыравіны выкарыстоўваецца зялёны парашок карбіду крэмнія.

2. Працэс падрыхтоўкі керамікі з карбіду крэмнію

Керамічны матэрыял з карбіду крэмнію вырабляецца шляхам драбнення, драбнення і класіфікацыі сыравіны з карбіду крэмнію для атрымання часціц SiC з аднастайным размеркаваннем часціц па памерах, а затым прэсавання часціц SiC, дадаткаў для спякання і часовых клеяў у зялёную нарыхтоўку, а затым спякання пры высокай тэмпературы. Аднак з-за высокіх характарыстык кавалентнай сувязі Si-C сувязяў (~88%) і нізкага каэфіцыента дыфузіі адной з асноўных праблем у працэсе падрыхтоўкі з'яўляецца цяжкасць ушчыльнення пры спяканні. Метады падрыхтоўкі керамікі з карбіду крэмнію высокай шчыльнасці ўключаюць рэакцыйнае спяканне, спяканне без ціску, спяканне пры атмасферным ціску, гарачае прэсаванне, рэкрышталізацыйнае спяканне, гарачае ізастатычнае прэсаванне, іскравае плазменнае спяканне і г.д.

Аднак кераміка з карбіду крэмнію мае недахоп - нізкую ўстойлівасць да разбурэння, гэта значыць вялікую далікатнасць. Па гэтай прычыне ў апошнія гады шматфазная кераміка на аснове керамікі з карбіду крэмнію, такая як армаванне валакном (або вусамі), узмацненне гетэрагеннай дысперсіі часціц і градыентныя функцыянальныя матэрыялы з'яўляліся адзін за адным, паляпшаючы цвёрдасць і трываласць манамерных матэрыялаў.

3. Прымяненне керамікі з карбіду крэмнію ў фотаэлектрычным полі

Кераміка з карбіду крэмнію валодае выдатнай устойлівасцю да карозіі, супрацьстаіць эрозіі хімічных рэчываў, павялічвае тэрмін службы і не вылучае шкодных хімічных рэчываў, што адпавядае патрабаванням аховы навакольнага асяроддзя. У той жа час апоры для лодак з карбіду крэмнія таксама маюць лепшыя перавагі ў кошце. Нягледзячы на ​​тое, што цана саміх матэрыялаў з карбіду крэмнію адносна высокая, іх даўгавечнасць і стабільнасць могуць знізіць эксплуатацыйныя выдаткі і частату замены. У доўгатэрміновай перспектыве яны маюць больш высокія эканамічныя выгады і сталі асноўнымі прадуктамі на рынку фотаэлектрычных апор для лодак.

Калі кераміка з карбіду крэмнію выкарыстоўваецца ў якасці асноўных матэрыялаў-носьбітаў у працэсе вытворчасці фотаэлектрычных элементаў, апоры для лодак, скрыні для лодак, фітынгі для труб і іншыя вырабы маюць добрую тэрмічную стабільнасць, не дэфармуюцца пры высокіх тэмпературах і не ўтрымліваюць шкодных выпадаючых забруджвальных рэчываў. Яны могуць замяніць шырока выкарыстоўваюцца ў цяперашні час кварцавыя апоры для лодак, скрыні для лодак і фітынгі для труб і маюць значныя перавагі ў кошце. Апоры для лодак з карбіду крэмнія вырабляюцца з карбіду крэмнія ў якасці асноўнага матэрыялу. У параўнанні з традыцыйнымі кварцавымі апорамі для лодак, апоры для лодак з карбіду крэмнію маюць лепшую тэрмічную ўстойлівасць і могуць падтрымліваць стабільнасць пры высокіх тэмпературах. Апоры для лодак з карбіду крэмнію добра працуюць у асяроддзі з высокімі тэмпературамі і не паддаюцца ўздзеянню цяпла, дэфармуюцца або пашкоджваюцца. Яны падыходзяць для вытворчых працэсаў, якія патрабуюць высокатэмпературнай апрацоўкі, што спрыяе падтрыманню стабільнасці і паслядоўнасці вытворчага працэсу.

Тэрмін службы: Згодна з аналізам даных справаздачы: Тэрмін службы керамікі з карбіду крэмнію больш чым у 3 разы перавышае тэрмін службы апор для лодак, скрынь для лодак і фітынгаў для труб, вырабленых з кварцавых матэрыялаў, што значна зніжае частату замены расходных матэрыялаў.