I. Silicio karbido struktūra ir savybės
Silicio karbido SiC sudėtyje yra silicio ir anglies. Tai tipiškas polimorfinis junginys, daugiausia apimantis α-SiC (aukštai temperatūrai stabilus tipas) ir β-SiC (žemos temperatūros stabilus tipas). Yra daugiau nei 200 polimorfų, tarp kurių 3C-SiC β-SiC ir 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC ir 15R-SiC α-SiC yra labiau tipiški.
SiC polimorfinės struktūros paveikslas Kai temperatūra yra žemesnė nei 1600 ℃, SiC egzistuoja β-SiC pavidalu, kuris gali būti pagamintas iš paprasto silicio ir anglies mišinio maždaug 1450 ℃ temperatūroje. Kai temperatūra yra aukštesnė nei 1600 ℃, β-SiC lėtai virsta įvairiais α-SiC polimorfais. 4H-SiC lengva generuoti esant maždaug 2000 ℃; 6H ir 15R politipus lengva generuoti aukštesnėje nei 2100 ℃ temperatūroje; 6H-SiC taip pat gali išlikti labai stabilus aukštesnėje nei 2200 ℃ temperatūroje, todėl jis labiau paplitęs pramonėje. Grynas silicio karbidas yra bespalvis ir skaidrus kristalas. Pramoninis silicio karbidas yra bespalvis, šviesiai geltonas, šviesiai žalias, tamsiai žalias, šviesiai mėlynas, tamsiai mėlynas ir net juodas, o skaidrumo laipsnis savo ruožtu mažėja. Abrazyvinė pramonė silicio karbidą skirsto į dvi kategorijas pagal spalvą: juodą silicio karbidą ir žalią silicio karbidą. Nuo bespalvės iki tamsiai žalios spalvos priskiriami žaliam silicio karbidui, o nuo šviesiai mėlynos iki juodos – prie juodo silicio karbido. Ir juodas silicio karbidas, ir žalias silicio karbidas yra α-SiC šešiakampiai kristalai. Paprastai silicio karbido keramikoje kaip žaliava naudojami žali silicio karbido milteliai.
2. Silicio karbido keramikos paruošimo procesas
Silicio karbido keraminė medžiaga gaminama smulkinant, šlifuojant ir rūšiuojant silicio karbido žaliavas, kad būtų gautos vienodo dalelių dydžio pasiskirstymo SiC dalelės, o po to SiC dalelės presuojamos, sukepinami priedai ir laikinieji klijai į žalią ruošinį, o po to sukepinama aukštoje temperatūroje. Tačiau dėl aukštų Si-C jungčių kovalentinio ryšio charakteristikų (~88%) ir mažo difuzijos koeficiento viena pagrindinių paruošimo proceso problemų yra sukepinimo tankinimo sunkumai. Didelio tankio silicio karbido keramikos paruošimo būdai apima reakcinį sukepinimą, sukepinimą be slėgio, sukepinimą atmosferos slėgiu, karšto presavimo sukepinimą, perkristalizacinį sukepinimą, karšto izostatinio presavimo sukepinimą, kibirkštinio plazmos sukepinimą ir kt.
Tačiau silicio karbido keramikos trūkumas yra mažas atsparumas lūžiams, ty didesnis trapumas. Dėl šios priežasties pastaraisiais metais viena po kitos atsirado daugiafazė keramika, pagaminta iš silicio karbido keramikos, pavyzdžiui, pluošto (arba ūsų) armavimo, heterogeninės dalelių dispersijos stiprinimo ir gradiento funkcinės medžiagos, gerinančios monomerinių medžiagų kietumą ir stiprumą.
3. Silicio karbido keramikos taikymas fotovoltiniame lauke
Silicio karbido keramika pasižymi puikiu atsparumu korozijai, gali atsispirti cheminių medžiagų erozijai, prailgina tarnavimo laiką, neišskirs kenksmingų cheminių medžiagų, atitinkančių aplinkosaugos reikalavimus. Tuo pačiu metu silicio karbido valčių atramos taip pat turi geresnių sąnaudų pranašumų. Nors pačių silicio karbido medžiagų kaina yra gana didelė, jų ilgaamžiškumas ir stabilumas gali sumažinti eksploatavimo išlaidas ir keitimo dažnumą. Ilgainiui jie turi didesnę ekonominę naudą ir tapo pagrindiniais produktais fotovoltinių valčių palaikymo rinkoje.
Kai silicio karbido keramika naudojama kaip pagrindinės medžiagos fotovoltinių elementų gamybos procese, valčių atramos, valčių dėžės, vamzdžių jungiamosios detalės ir kiti pagaminti gaminiai turi gerą terminį stabilumą, nedeformuojasi aukštoje temperatūroje ir neturi kenksmingų teršalų. Jie gali pakeisti šiuo metu dažniausiai naudojamas kvarcines valčių atramas, valčių dėžes ir vamzdžių jungiamąsias detales ir turėti didelių išlaidų pranašumų. Silicio karbido valčių atramos yra pagamintos iš silicio karbido kaip pagrindinės medžiagos. Palyginti su tradicinėmis kvarcinėmis valčių atramomis, silicio karbido valčių atramos turi geresnį terminį stabilumą ir gali išlaikyti stabilumą aukštoje temperatūroje. Silicio karbido valčių atramos gerai veikia esant aukštai temperatūrai, jos nėra lengvai veikiamos karščio ir deformuojamos ar pažeidžiamos. Jie tinka gamybos procesams, kuriems reikalingas apdorojimas aukšta temperatūra, o tai padeda išlaikyti gamybos proceso stabilumą ir nuoseklumą.
Tarnavimo laikas: Pagal duomenų ataskaitos analizę: Silicio karbido keramikos tarnavimo laikas yra daugiau nei 3 kartus didesnis nei valčių atramų, valčių dėžių ir vamzdžių jungiamųjų detalių, pagamintų iš kvarcinių medžiagų, o tai labai sumažina eksploatacinių medžiagų keitimo dažnumą.
Paskelbimo laikas: 2024-10-21