I. Struktura a vlastnosti karbidu křemíku
Karbid křemíku SiC obsahuje křemík a uhlík. Je to typická polymorfní sloučenina, která obsahuje především α-SiC (stabilní typ při vysokých teplotách) a β-SiC (typ stabilní při nízkých teplotách). Existuje více než 200 polymorfů, mezi nimiž jsou reprezentativnější 3C-SiC z β-SiC a 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC a 15R-SiC z a-SiC.
Obrázek Struktura polymorfu SiC Když je teplota pod 1600 °C, SiC existuje ve formě β-SiC, který lze vyrobit z jednoduché směsi křemíku a uhlíku při teplotě asi 1450 °C. Když je vyšší než 1600℃, β-SiC se pomalu přeměňuje na různé polymorfy α-SiC. 4H-SiC lze snadno generovat při teplotě kolem 2000 ℃; Polytypy 6H a 15R lze snadno generovat při vysokých teplotách nad 2100 ℃; 6H-SiC může také zůstat velmi stabilní při teplotách nad 2200 ℃, takže je běžnější v průmyslových aplikacích. Čistý karbid křemíku je bezbarvý a průhledný krystal. Průmyslový karbid křemíku je bezbarvý, světle žlutý, světle zelený, tmavě zelený, světle modrý, tmavě modrý a dokonce černý, přičemž stupeň průhlednosti postupně klesá. Brusný průmysl rozděluje karbid křemíku do dvou kategorií podle barvy: černý karbid křemíku a zelený karbid křemíku. Bezbarvé až tmavě zelené jsou klasifikovány jako zelený karbid křemíku a světle modré až černé jsou klasifikovány jako černý karbid křemíku. Jak černý karbid křemíku, tak zelený karbid křemíku jsou hexagonální krystaly α-SiC. Keramika z karbidu křemíku obecně používá jako suroviny zelený prášek karbidu křemíku.
2. Proces přípravy keramiky z karbidu křemíku
Keramický materiál z karbidu křemíku se vyrábí drcením, mletím a tříděním surovin karbidu křemíku, aby se získaly částice SiC s rovnoměrnou distribucí velikosti částic, a poté lisováním částic SiC, slinováním přísad a dočasných lepidel do zeleného polotovaru a poté slinováním při vysoké teplotě. Vzhledem k vysokým charakteristikám kovalentních vazeb Si-C vazeb (~ 88 %) a nízkému difúznímu koeficientu je však jedním z hlavních problémů v procesu přípravy obtížnost zhuštění slinováním. Mezi způsoby přípravy keramiky z karbidu křemíku s vysokou hustotou patří reakční slinování, beztlakové slinování, slinování za atmosférického tlaku, slinování lisováním za tepla, rekrystalizační slinování, slinování izostatickým lisováním za tepla, jiskrové plazmové slinování atd.
Keramika z karbidu křemíku má však nevýhodu nízké lomové houževnatosti, tedy větší křehkosti. Z tohoto důvodu se v posledních letech jedna po druhé objevila vícefázová keramika na bázi keramiky z karbidu křemíku, jako je vyztužení vlákny (nebo whiskery), zpevňování disperzí heterogenních částic a gradientní funkční materiály, které zlepšují houževnatost a pevnost monomerních materiálů.
3. Aplikace keramiky z karbidu křemíku ve fotovoltaické oblasti
Keramika z karbidu křemíku má vynikající odolnost proti korozi, odolá erozi chemických látek, prodlužuje životnost a neuvolňuje škodlivé chemikálie, což splňuje požadavky na ochranu životního prostředí. Současně mají podpěry lodí z karbidu křemíku také lepší nákladové výhody. Přestože cena samotných materiálů z karbidu křemíku je poměrně vysoká, jejich odolnost a stabilita může snížit provozní náklady a frekvenci výměny. Z dlouhodobého hlediska mají vyšší ekonomické výhody a staly se hlavními produkty na trhu podpory fotovoltaických lodí.
Když se keramika z karbidu křemíku používá jako klíčové nosné materiály ve výrobním procesu fotovoltaických článků, podpěry lodí, lodní boxy, potrubní armatury a další vyrobené produkty mají dobrou tepelnou stabilitu, nedeformují se při vysokých teplotách a nemají žádné škodlivé vysrážené znečišťující látky. Mohou nahradit v současnosti běžně používané křemenné lodní podpěry, lodní boxy a potrubní armatury a mají významné nákladové výhody. Podpěry lodí z karbidu křemíku jsou vyrobeny z karbidu křemíku jako hlavního materiálu. Ve srovnání s tradičními křemennými podpěrami člunů mají podpěry člunů z karbidu křemíku lepší tepelnou stabilitu a mohou si udržet stabilitu v prostředí s vysokou teplotou. Podpěry lodí z karbidu křemíku fungují dobře v prostředí s vysokou teplotou a nejsou snadno ovlivněny teplem a nedeformují se nebo poškozují. Jsou vhodné pro výrobní procesy, které vyžadují vysokoteplotní zpracování, což vede k udržení stability a konzistence výrobního procesu.
Životnost: Podle analýzy datové zprávy: Životnost keramiky z karbidu křemíku je více než 3x delší než životnost lodních podpěr, lodních boxů a potrubních armatur vyrobených z křemenných materiálů, což výrazně snižuje frekvenci výměny spotřebního materiálu.
Čas odeslání: 21. října 2024