I. Structura și proprietățile carburii de siliciu
Carbură de siliciu SiC conține siliciu și carbon. Este un compus polimorf tipic, care include în principal α-SiC (tip stabil la temperatură înaltă) și β-SiC (tip stabil la temperatură joasă). Există mai mult de 200 de polimorfi, printre care 3C-SiC al β-SiC și 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC și 15R-SiC al α-SiC sunt mai reprezentativi.
Figura Structura polimorfă SiC Când temperatura este sub 1600℃, SiC există sub formă de β-SiC, care poate fi făcut dintr-un amestec simplu de siliciu și carbon la o temperatură de aproximativ 1450℃. Când este mai mare de 1600℃, β-SiC se transformă lent în diverse polimorfe de α-SiC. 4H-SiC este ușor de generat la aproximativ 2000℃; Politipurile 6H și 15R sunt ușor de generat la temperaturi ridicate peste 2100℃; 6H-SiC poate rămâne, de asemenea, foarte stabil la temperaturi peste 2200℃, deci este mai frecvent în aplicațiile industriale. Carbura de siliciu pură este un cristal incolor și transparent. Carbura de siliciu industrială este incoloră, galben deschis, verde deschis, verde închis, albastru deschis, albastru închis și chiar negru, gradul de transparență scăzând la rândul său. Industria abrazive împarte carbura de siliciu în două categorii în funcție de culoare: carbură de siliciu neagră și carbură de siliciu verde. Cele incolore până la verde închis sunt clasificate ca carbură de siliciu verde, iar cele de la albastru deschis până la negru sunt clasificate ca carbură de siliciu neagră. Atât carbura de siliciu neagră, cât și carbura de siliciu verde sunt cristale hexagonale α-SiC. În general, ceramica cu carbură de siliciu utilizează ca materie primă pulbere verde de carbură de siliciu.
2. Proces de preparare a ceramicii cu carbură de siliciu
Materialul ceramic cu carbură de siliciu este fabricat prin zdrobirea, măcinarea și clasificarea materiilor prime din carbură de siliciu pentru a obține particule de SiC cu distribuție uniformă a dimensiunii particulelor, apoi presarea particulelor de SiC, aditivii de sinterizare și adezivii temporari într-un semifabricat verde și apoi sinterizarea la temperatură ridicată. Cu toate acestea, datorită caracteristicilor de legături covalente ridicate ale legăturilor Si-C (~88%) și coeficientului de difuzie scăzut, una dintre principalele probleme în procesul de preparare este dificultatea densificării sinterizării. Metodele de preparare a ceramicii cu carbură de siliciu de înaltă densitate includ sinterizarea prin reacție, sinterizarea fără presiune, sinterizarea la presiune atmosferică, sinterizarea prin presare la cald, sinterizarea prin recristalizare, sinterizarea prin presare izostatică la cald, sinterizarea cu plasmă scânteie etc.
Cu toate acestea, ceramica cu carbură de siliciu are dezavantajul unei durități scăzute la rupere, adică o fragilitate mai mare. Din acest motiv, în ultimii ani, ceramica multifazică bazată pe ceramică cu carbură de siliciu, cum ar fi armătura cu fibre (sau mustață), întărirea dispersiei de particule eterogene și materialele funcționale cu gradient, au apărut una după alta, îmbunătățind duritatea și rezistența materialelor monomerice.
3. Aplicarea ceramicii cu carbură de siliciu în domeniul fotovoltaic
Ceramica cu carbură de siliciu are o rezistență excelentă la coroziune, poate rezista la eroziunea substanțelor chimice, prelungește durata de viață și nu va elibera substanțe chimice nocive, ceea ce îndeplinește cerințele de protecție a mediului. În același timp, suporturile pentru bărci din carbură de siliciu au, de asemenea, avantaje de cost mai bune. Deși prețul materialelor cu carbură de siliciu în sine este relativ ridicat, durabilitatea și stabilitatea acestora pot reduce costurile de operare și frecvența de înlocuire. Pe termen lung, au beneficii economice mai mari și au devenit produsele de bază pe piața de suport pentru ambarcațiuni fotovoltaice.
Când ceramica cu carbură de siliciu este utilizată ca materiale purtătoare cheie în procesul de producție al celulelor fotovoltaice, suporturile pentru bărci, cutiile pentru bărci, fitingurile pentru țevi și alte produse realizate au o bună stabilitate termică, nu se deformează la temperaturi ridicate și nu au poluanți nocivi precipitați. Acestea pot înlocui suporturile de cuarț utilizate în mod obișnuit pentru bărci, cutiile pentru bărci și fitingurile pentru țevi și au avantaje semnificative de cost. Suporturile pentru bărci din carbură de siliciu sunt fabricate din carbură de siliciu ca material principal. În comparație cu suporturile tradiționale de cuarț pentru bărci, suporturile pentru bărci din carbură de siliciu au o stabilitate termică mai bună și pot menține stabilitatea în medii cu temperaturi ridicate. Suporturile pentru bărci din carbură de siliciu funcționează bine în medii cu temperaturi ridicate și nu sunt ușor afectate de căldură și deformate sau deteriorate. Sunt potrivite pentru procesele de producție care necesită tratament la temperatură înaltă, ceea ce este favorabil menținerii stabilității și consistenței procesului de producție.
Durata de viață: Conform analizei raportului de date: Durata de viață a ceramicii cu carbură de siliciu este de peste 3 ori mai mare decât a suporturilor pentru bărci, a cutiilor pentru bărci și a fitingurilor pentru țevi din materiale de cuarț, ceea ce reduce foarte mult frecvența de înlocuire a consumabilelor.
Ora postării: Oct-21-2024