სილიკონის კარბიდის ტიგრების 5 ნიშური გამოყენება, რომელთა არსებობის შესახებ არ იცოდით

1. შესავალი

სულ რაღაც 24 საათის წინ, მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (MIT) მკვლევარებმა გამოაცხადეს გარღვევა მაღალტემპერატურულ კერამიკულ დამუშავებაში, სილიკონის გამოყენებით. კარბიდი ულტრასუფთა გალიუმის ნიტრიდის (GaN) კრისტალების გასაზრდელად განკუთვნილი ტილოები - კრიტიკული ნაბიჯი ახალი თაობის ელექტრონიკისა და 6G საკომუნიკაციო მოწყობილობებისთვის. ეს განვითარება ხაზს უსვამს, თუ როგორ უწყობს ხელს სილიციუმის კარბიდის ტილოების ნიშური გამოყენება უპრობლემოდ უახლესი ტექნოლოგიების დანერგვას.

მიუხედავად იმისა, რომ ადამიანების უმეტესობა სილიკონს ასოცირდება კარბიდი აბრაზივების ან ავტომობილის მუხრუჭების შემთხვევაში, მისი როლი მოწინავე კერამიკაში - განსაკუთრებით ტილოგრამის სახით - გაცილებით დახვეწილია. სილიციუმის კარბიდის ტილო მხოლოდ კონტეინერი არ არის; ის ექსტრემალური პირობების ქიმიისა და მასალების ინჟინერიის ხელშემწყობი ფაქტორია.

2. აერონავტიკის შენადნობების გადამუშავება

აერონავტიკულ წარმოებაში, ისეთი სუპერშენადნობები, როგორიცაა ინკონელი, უნდა გადნეს და ჩამოასხათ ვაკუუმში ან ინერტულ ატმოსფეროში 1,500°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე. სტანდარტული გრაფიტი ან ალუმინის ოქსიდი ჭურჭელი ამ პირობებში სწრაფად იშლება.

Silicon კარბიდი ტილოები ამ მხრივ გამორჩეულია მათი განსაკუთრებული თერმული დარტყმისადმი მდნარი მდნარი და ნიკელის ან კობალტის ბაზაზე დამზადებული შენადნობების მინიმალური რეაქტიულობის გამო. ისინი ინარჩუნებენ სტრუქტურულ მთლიანობას ასობით დნობის ციკლის განმავლობაში, რაც ამცირებს დაბინძურებას და შეფერხების დროს.

საინტერესოა, რომ ბევრი აერონავტიკული ქარხანა ამ ტილოებს აწყვილებს სილიციუმის კარბიდის კერამიკული მილები და სილიციუმის კარბიდის თერმოწყვილების დამცავი მილები სრულად ინტეგრირებული მაღალი ტემპერატურის სისტემების შესაქმნელად.

3. ნახევარგამტარული კრისტალების ზრდა

სილიციუმის კარბიდის ვაფლების წარმოება ხშირად იწყება სილიციუმის კარბიდის ქვაბში. ფიზიკური ორთქლის ტრანსპორტირების (PVT) მეთოდებისთვის საჭიროა ქვაბები, რომლებიც არ გამოყოფენ აირებს ან არ რეაგირებენ 2,200°C-ზე.

მაღალი სისუფთავის სილიციუმის კარბიდის ტიგელი ხელს უშლის დოპანტური დაბინძურებას და ხელს უწყობს კრისტალების მუდმივ ბირთვებად წარმოქმნას. სწორედ ამიტომ ეყრდნობიან მათ SiC ვაფლის წამყვანი მწარმოებლები, განსაკუთრებით ელექტრომობილების ინვერტორებსა და სწრაფი დატენვის ინფრასტრუქტურაზე მოთხოვნის ზრდის ფონზე.

ტემპერატურის გრადიენტების სტაბილიზაციისთვის ერთი და იგივე ღუმელის მოწყობილობებში ხშირად გამოიყენება დამატებითი კომპონენტები, როგორიცაა სილიციუმის კარბიდის კერამიკული სვეტები და rbsic სილიციუმის კარბიდის კრამიტის ბლოკები.

4. ბირთვული საწვავის გრანულების სინთეზირება

ბირთვულ ენერგიაში, ურანის დიოქსიდის (UO₂) საწვავის გრანულები იწვება დაახლოებით 1,700°C ტემპერატურაზე აღმდგენ ატმოსფეროში. ცელულოზური ბურღები უნდა იყოს მდგრადი როგორც უკიდურესი სიცხის, ასევე კოროზიული დაშლის თანმდევი პროდუქტების მიმართ.

სილიციუმის კარბიდის ტიგელებს უკეთესი შედეგები აქვთ ტრადიციულ ვარიანტებთან შედარებით, როგორიცაა ცირკონიუმი ან მულიტი. მათი დაბალი ნეიტრონების შთანთქმის განივკვეთი ასევე უფრო უსაფრთხოს ხდის მათ რეაქტორებთან დაკავშირებულ გამოყენებაში.

ნეიტრონებისგან დაცვის თვალსაზრისით, ინჟინრები ზოგჯერ ბორის კარბიდს სილიციუმის კარბიდს ადარებენ, თუმცა ტიგანბების შემთხვევაში, სილიციუმის კარბიდის სიმტკიცის, სიწმინდისა და წარმოების უნარის ბალანსი იმარჯვებს.

5. სპეციალური მინის და ოპტიკურ-ბოჭკოვანი პრეფორმების წარმოება

ულტრადაბალი გაფართოების მქონე მინის (მაგალითად, Zerodur) ან იშვიათმიწა ელემენტებით დოპირებული ოპტიკური ბოჭკოების წარმოებას დაბინძურებისგან თავისუფალი დნობის გარემო სჭირდება.

სილიციუმის კარბიდის ტიგელსები უზრუნველყოფს ქიმიურ ინერტულობას, რომელიც საჭიროა დელიკატური დოპანტური პროფილების შესანარჩუნებლად, რაც კრიტიკულად მნიშვნელოვანია ლაზერული გაძლიერების საშუალებებისთვის ან ტელესკოპის სარკეებისთვის.

ეს დაყენებები ხშირად მოიცავს სილიციუმის კარბიდის სანთურის საქშენებს და სილიციუმის კარბიდის აგურის საფარს, რათა უზრუნველყოფილი იყოს ერთგვაროვანი გათბობა ლითონის მინარევების დნობაში გაჟონვის გარეშე.

6. კერამიკის მოწინავე კვლევა და განვითარება და მცირე პარტიების წარმოება

უნივერსიტეტის ლაბორატორიები და სტარტაპები, რომლებიც ქმნიან ახალ კერამიკულ კომპოზიტებს, როგორიცაა სილიციუმის ნიტრიდის კერამიკა ან სილიციუმის ნიტრიდის ტილოების პროტოტიპები, ხშირად იყენებენ მცირე ზომის სილიციუმის კარბიდის ტილოებს ფხვნილის სინთეზირების ცდებისთვის.

რეაქტიულ ატმოსფეროებთან (მაგალითად, აზოტი სილიციუმის ნიტრიდის წარმოქმნისთვის) თავსებადობა ტილოვან ღუმელებს იდეალურს ხდის. ზოგიერთი მათგანი სატესტო ღუმელების მოსაპირკეთებლად სპეციალურ სილიციუმის ნიტრიდის თბოფარებს ან სილიციუმის ნიტრიდის ფირფიტებსაც კი იყენებს.

ამასობაში, მაღალი სისუფთავის სილიციუმის ნიტრიდის ფხვნილის ბაზარი აგრძელებს ზრდას, რაც ნაწილობრივ განპირობებულია ამ კვლევისა და განვითარების ძალისხმევით, რომელიც დამოკიდებულია სილიციუმის კარბიდის საიმედო შეკავებაზე.

7. დასკვნა

ელექტრომობილების ენერგიით მომარაგებიდან დაწყებული, კოსმოსში ღრმა კომუნიკაციის უზრუნველყოფით დამთავრებული, სილიციუმის კარბიდის ტილო მაღალტექნოლოგიური წარმოების ჩუმი გმირია. მისი თერმული, ქიმიური და მექანიკური თვისებების უნიკალური ნაზავი მას შეუცვლელს ხდის ნიშურ აპლიკაციებში, სადაც ავარია შეუძლებელია.

რადგან ინდუსტრიები უფრო მაღალი ტემპერატურის, უფრო სუფთა პროცესებისა და უფრო ეგზოტიკური მასალებისკენ მიისწრაფვიან, მოსალოდნელია, რომ სილიციუმის კარბიდის ტიგმენტის როლი გაფართოვდება — მაშინაც კი, თუ ის ყურადღების ცენტრში არ დარჩება.

ჩვენი ვებსაიტი, რომელიც დაარსდა 2012 წლის 17 ოქტომბერს, არის მაღალტექნოლოგიური საწარმო, რომელიც ორიენტირებულია კერამიკული მასალების კვლევასა და განვითარებაზე, წარმოებაზე, დამუშავებაზე, გაყიდვებსა და ტექნიკურ მომსახურებაზე, როგორიცაა 5. ჩვენი პროდუქცია მოიცავს, მაგრამ არ შემოიფარგლება მხოლოდ ბორის კარბიდის კერამიკული პროდუქტებით, ბორის ნიტრიდის კერამიკული პროდუქტებით, სილიციუმის კარბიდის კერამიკული პროდუქტებით, სილიციუმის ნიტრიდის კერამიკული პროდუქტებით, ცირკონიუმის დიოქსიდის კერამიკული პროდუქტებით და ა.შ. დაინტერესების შემთხვევაში, გთხოვთ, დაგვიკავშირდეთ.