Imọ-ẹrọ seramiki ohun alumọni carbide ati ohun elo rẹ ni aaye fọtovoltaic

I. Silikoni carbide be ati ini

Silicon carbide SiC ni ohun alumọni ati erogba. O jẹ agbopọ polymorphic aṣoju, nipataki pẹlu α-SiC (iru iduro iwọn otutu giga) ati β-SiC (iru iduro iwọn otutu kekere). O wa diẹ sii ju 200 polymorphs, laarin eyiti 3C-SiC ti β-SiC ati 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, ati 15R-SiC ti α-SiC jẹ aṣoju diẹ sii.

Ṣe nọmba SiC polymorph be Nigbati iwọn otutu ba wa ni isalẹ 1600 ℃, SiC wa ni irisi β-SiC, eyiti o le ṣe lati adalu ohun alumọni ati erogba ti o rọrun ni iwọn otutu ti iwọn 1450 ℃. Nigbati o ba ga ju 1600℃, β-SiC laiyara yipada si ọpọlọpọ awọn polymorphs ti α-SiC. 4H-SiC rọrun lati ṣe ina ni ayika 2000 ℃; 6H ati 15R polytypes rọrun lati ṣe ina ni awọn iwọn otutu giga ju 2100 ℃; 6H-SiC tun le wa ni iduroṣinṣin pupọ ni awọn iwọn otutu ju 2200 ℃, nitorinaa o wọpọ julọ ni awọn ohun elo ile-iṣẹ. Carbide ohun alumọni mimọ jẹ kristali ti ko ni awọ ati sihin. carbide ohun alumọni ile-iṣẹ ko ni awọ, ofeefee ina, alawọ ewe ina, alawọ ewe dudu, buluu ina, buluu dudu ati paapaa dudu, pẹlu iwọn ti akoyawo dinku ni titan. Ile-iṣẹ abrasive pin ohun alumọni carbide si awọn ẹka meji ni ibamu si awọ: ohun alumọni ohun alumọni ati carbide alawọ ewe. Awọn ti ko ni awọ si awọn alawọ alawọ dudu jẹ ipin bi ohun alumọni carbide alawọ ewe, ati buluu ina si awọn dudu jẹ ipin bi ohun alumọni carbide dudu. Mejeeji carbide ohun alumọni dudu ati ohun alumọni carbide alawọ ewe jẹ awọn kirisita hexagonal α-SiC. Ni gbogbogbo, awọn ohun elo ohun alumọni silikoni lo lulú carbide silikoni alawọ ewe bi awọn ohun elo aise.

2. Silicon carbide seramiki igbaradi ilana

Ohun elo seramiki ohun alumọni carbide ni a ṣe nipasẹ fifọ, lilọ ati awọn ohun elo aise ohun alumọni carbide lati gba awọn patikulu SiC pẹlu ipinfunni iwọn patiku aṣọ, ati lẹhinna titẹ awọn patikulu SiC, awọn afikun sintering ati awọn adhesives igba diẹ sinu ofi alawọ ewe, ati lẹhinna sintering ni iwọn otutu giga. Sibẹsibẹ, nitori awọn abuda covalent giga ti awọn iwe ifowopamosi Si-C (~ 88%) ati olusọdipúpọ pinpin kekere, ọkan ninu awọn iṣoro akọkọ ninu ilana igbaradi ni iṣoro ti densification sintering. Awọn ọna igbaradi ti awọn ohun elo ohun alumọni ohun alumọni carbide giga-giga pẹlu isunmọ ifasẹyin, didasilẹ ti ko ni titẹ, didi titẹ oju aye, titẹ titẹ gbigbona, isọdọtun recrystallization, titẹ isostatic ti o gbona, sintering pilasima sipaki, abbl.

Bibẹẹkọ, awọn ohun elo amọ-carbide silikoni ni aila-nfani ti lile lile fifọ kekere, iyẹn ni, brittleness ti o tobi julọ. Fun idi eyi, ni awọn ọdun aipẹ, awọn ohun elo amọ multiphase ti o da lori awọn ohun elo ohun alumọni carbide, gẹgẹ bi okun (tabi whisker) imuduro, okun pipinka orisirisi ati awọn ohun elo iṣẹ ṣiṣe gradient ti han ọkan lẹhin ekeji, imudarasi lile ati agbara ti awọn ohun elo monomer.

3. Ohun elo ti awọn ohun elo ohun elo silikoni carbide ni aaye fọtovoltaic

Awọn ohun elo ohun alumọni ohun alumọni carbide ni resistance ipata to dara julọ, le koju ijagba ti awọn nkan kemikali, fa igbesi aye iṣẹ fa, ati pe kii yoo tu awọn kemikali ipalara, eyiti o pade awọn ibeere aabo ayika. Ni akoko kanna, awọn atilẹyin ọkọ oju omi silikoni carbide tun ni awọn anfani idiyele to dara julọ. Botilẹjẹpe idiyele ti awọn ohun elo carbide ohun alumọni funrara wọn jẹ giga giga, agbara wọn ati iduroṣinṣin le dinku awọn idiyele iṣẹ ati igbohunsafẹfẹ rirọpo. Ni igba pipẹ, wọn ni awọn anfani eto-aje ti o ga julọ ati pe wọn ti di awọn ọja akọkọ ni ọja atilẹyin ọkọ oju omi fọtovoltaic.

Nigbati awọn ohun elo ohun alumọni carbide ti wa ni lilo bi awọn ohun elo ti ngbe bọtini ni ilana iṣelọpọ ti awọn sẹẹli fọtovoltaic, awọn atilẹyin ọkọ oju omi, awọn apoti ọkọ oju omi, awọn ohun elo paipu ati awọn ọja miiran ti a ṣe ni iduroṣinṣin igbona ti o dara, ko ni idibajẹ ni awọn iwọn otutu giga, ati pe ko ni awọn idoti precipitated ipalara. Wọn le rọpo awọn atilẹyin ọkọ oju omi quartz ti o wọpọ lọwọlọwọ, awọn apoti ọkọ oju omi, ati awọn ohun elo paipu, ati ni awọn anfani idiyele pataki. Awọn atilẹyin ọkọ oju-omi Silicon carbide jẹ ti ohun alumọni carbide bi ohun elo akọkọ. Ti a ṣe afiwe pẹlu awọn atilẹyin ọkọ oju omi quartz ibile, awọn atilẹyin ọkọ oju omi silikoni carbide ni iduroṣinṣin igbona to dara julọ ati pe o le ṣetọju iduroṣinṣin ni awọn agbegbe iwọn otutu giga. Awọn atilẹyin ọkọ oju omi silikoni ṣe daradara ni awọn agbegbe iwọn otutu giga ati pe ko ni irọrun ni ipa nipasẹ ooru ati dibajẹ tabi bajẹ. Wọn dara fun awọn ilana iṣelọpọ ti o nilo itọju iwọn otutu ti o ga, eyiti o ṣe iranlọwọ lati ṣetọju iduroṣinṣin ati aitasera ti ilana iṣelọpọ.

Igbesi aye iṣẹ: Ni ibamu si itupalẹ ijabọ data: Igbesi aye iṣẹ ti awọn ohun elo ohun elo siliki carbide jẹ diẹ sii ju awọn akoko 3 ti awọn atilẹyin ọkọ oju omi, awọn apoti ọkọ oju omi, ati awọn ohun elo paipu ti a ṣe ti awọn ohun elo quartz, eyiti o dinku pupọ igbohunsafẹfẹ ti rirọpo awọn ohun elo.