Tá criadóireacht charbaíd sileacain (SiC) ard-íonachta tagtha chun cinn mar ábhair idéalacha do chomhpháirteanna criticiúla i dtionscail leathsheoltóra, aeraspáis agus cheimiceacha mar gheall ar a seoltacht theirmeach eisceachtúil, a gcobhsaíocht cheimiceach agus a neart meicniúil. Le héilimh mhéadaitheacha ar fheistí criadóireachta ardfheidhmíochta, íseal-truaillithe, tá forbairt teicneolaíochtaí ullmhúcháin éifeachtúla agus inscálaithe do chriadóireacht SiC ard-íonachta anois ina fócas taighde domhanda. Déanann an páipéar seo athbhreithniú córasach ar na príomhmhodhanna ullmhúcháin reatha do chriadóireacht SiC ard-íonachta, lena n-áirítear sintéiriú athchriostalaithe, sintéiriú gan bhrú (PS), brú te (HP), sintéiriú plasma spréach (SPS), agus monarú breiseán (AM), le béim ar phlé a dhéanamh ar na meicníochtaí sintéirithe, na príomhpharaiméadair, airíonna ábhartha agus na dúshláin atá ann cheana féin i ngach próiseas.
Feidhmiú criadóireachta SiC sna réimsí míleata agus innealtóireachta
Faoi láthair, úsáidtear comhpháirteanna ceirmeacha SiC ard-íonachta go forleathan i dtrealamh monaraíochta vaiféir sileacain, ag glacadh páirte i bpróisis lárnacha ar nós ocsaídiú, litagrafaíocht, greanadh, agus ionchlannú ian. Le dul chun cinn na teicneolaíochta vaiféir, tá méadú ar mhéideanna vaiféir ina threocht shuntasach. Is é 300 mm méid príomhshrutha na vaiféir reatha, rud a bhaineann cothromaíocht mhaith amach idir costas agus cumas táirgthe. Mar sin féin, á thiomáint ag Dlí Moore, tá táirgeadh mais vaiféir 450 mm ar an gclár oibre cheana féin. De ghnáth, bíonn neart struchtúrach níos airde ag teastáil ó vaiféir níos mó chun cur i gcoinne saobhadh agus dífhoirmithe, rud a chuireann dlús leis an éileamh méadaitheach ar chomhpháirteanna ceirmeacha SiC ard-neart, ard-íonachta. Le blianta beaga anuas, tá acmhainneacht ollmhór léirithe ag monarú breiseán (priontáil 3D), mar theicneolaíocht fréamhshamhlaithe tapa nach dteastaíonn aon mhúnlaí uaithi, i monarú páirteanna ceirmeacha SiC casta-struchtúrtha mar gheall ar a thógáil ciseal ar chiseal agus a chumais dearaidh solúbtha, rud a mheall aird fhorleathan.
Déanfaidh an páipéar seo anailís chórasach ar chúig mhodh ullmhúcháin ionadaíocha le haghaidh criadóireacht SiC ard-íonachta—sintéiriú athchriostalaithe, sintéiriú gan bhrú, brú te, sintéiriú plasma spréacha, agus monarú breiseán—ag díriú ar a meicníochtaí sintéirithe, straitéisí optamaithe próisis, tréithe feidhmíochta ábhartha, agus ionchais iarratais tionsclaíocha.
Riachtanais amhábhar ard-íonachta sileacain charbíde
I. Sintéiriú Athchriostalaithe
Is ábhar SiC ard-íonachta é cairbíd sileacain athchriostalaithe (RSiC) a ullmhaítear gan áiseanna sintéirithe ag teochtaí arda 2100–2500°C. Ó d’aimsigh Fredriksson an feiniméan athchriostalaithe den chéad uair ag deireadh an 19ú haois, tá aird shuntasach tarraingthe ag RSiC mar gheall ar a theorainneacha gráin glana agus easpa céimeanna gloine agus eisíontais. Ag teochtaí arda, taispeánann SiC brú gaile réasúnta ard, agus baineann a mheicníocht sintéirithe go príomha le próiseas galúcháin-comhdhlúthaithe: galaíonn gráin mhíne agus aththaisceann siad ar dhromchlaí gráin níos mó, rud a chuireann fás muineál agus nascadh díreach idir gráin chun cinn, rud a fheabhsaíonn neart ábhair.
Sa bhliain 1990, d’ullmhaigh Kriegesmann RSiC le dlús coibhneasta de 79.1% ag baint úsáide as réitigh sleamhnáin ag 2200°C, agus an trasghearradh ag taispeáint micreastruchtúr comhdhéanta de ghráinní garbha agus póir. Ina dhiaidh sin, d’úsáid Yi et al. réitigh glóthaí chun coirp ghlasa a ullmhú agus shintéirigh siad iad ag 2450°C, rud a fuair criadóireacht RSiC le dlús toirte de 2.53 g/cm³ agus neart lúbthachta de 55.4 MPa.
Dromchla briste SEM RSiC
I gcomparáid le SiC dlúth, tá dlús níos ísle (thart ar 2.5 g/cm³) agus thart ar 20% de phóiriúlacht oscailte ag RSiC, rud a chuireann srian ar a fheidhmíocht in iarratais ard-neart. Dá bhrí sin, tá feabhas a chur ar dhlús agus airíonna meicniúla RSiC anois ina phríomhfhócas taighde. Mhol Sung et al. sileacan leáite a ionghabháil i ndlúthdhúile measctha carbóin/β-SiC agus iad a athchriostalú ag 2200°C, rud a d'éirigh leo struchtúr líonra comhdhéanta de ghráinní garbha α-SiC a thógáil. Bhain an RSiC mar thoradh air sin dlús 2.7 g/cm³ agus neart lúbthachta 134 MPa amach, ag cobhsaíocht mheicniúil den scoth ag teochtaí arda.
Chun dlús a fheabhsú tuilleadh, bhain Guo et al. úsáid as teicneolaíocht insíothlú agus pirilíse polaiméire (PIP) le haghaidh ilchóireálacha ar RSiC. Agus tuaslagáin PCS/xiléine agus sloda SiC/PCS/xiléine á n-úsáid mar insíothlóirí, tar éis 3–6 thimthriall PIP, feabhsaíodh dlús RSiC go suntasach (suas le 2.90 g/cm³), mar aon lena neart lúbthachta. Ina theannta sin, mhol siad straitéis thimthriallach a chomhcheanglaíonn PIP agus athchriostalú: pirilís ag 1400°C agus ansin athchriostalú ag 2400°C, rud a ghlanann bacainní cáithníní go héifeachtach agus a laghdaíonn an tréscaoilteacht. Bhain an t-ábhar RSiC deiridh dlús 2.99 g/cm³ agus neart lúbthachta 162.3 MPa amach, rud a léiríonn feidhmíocht chuimsitheach den scoth.
Íomhánna SEM d’éabhlóid micreastruchtúir RSiC snasta tar éis timthriallta athchriostalaithe polaiméire agus pirilíse (PIP): RSiC tosaigh (A), tar éis an chéad timthriall athchriostalaithe PIP (B), agus tar éis an tríú timthriall (C)
II. Sintéiriú Gan Bhrú
De ghnáth, ullmhaítear criadóireacht charbaíd sileacain (SiC) gan bhrú ag baint úsáide as púdar SiC ard-íonachta, ultrafhíneáil mar amhábhar, le méideanna beaga d’áiseanna sintéirithe curtha leis, agus sintéirítear iad in atmaisféar támh nó i bhfolús ag 1800–2150°C. Tá an modh seo oiriúnach chun comhpháirteanna ceirmeacha móra agus casta-struchtúrtha a tháirgeadh. Mar sin féin, ós rud é go bhfuil SiC nasctha go comhfhiúsach den chuid is mó, tá a chomhéifeacht féin-idirleata thar a bheith íseal, rud a fhágann go bhfuil sé deacair dlúthú gan áiseanna sintéirithe.
Bunaithe ar an meicníocht shintéirithe, is féidir sintéiriú gan bhrú a roinnt ina dhá chatagóir: sintéiriú céim leachtach gan bhrú (PLS-SiC) agus sintéiriú stáit sholadaigh gan bhrú (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (Sintéiriú Céim Leachtach)
De ghnáth, déantar PLS-SiC a shintéiriú faoi bhun 2000°C trí thart ar 10% de réir meáchain d’áiseanna sintéirithe eiteicteacha (amhail Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, agus ocsaídí cré-annamh RE₂O₃) a chur leis chun céim leachtach a fhoirmiú, rud a chuireann athchóiriú cáithníní agus aistriú maise chun cinn chun dlúsú a bhaint amach. Tá an próiseas seo oiriúnach do chriadóireacht SiC de ghrád tionsclaíoch, ach níl aon tuairiscí ann ar SiC ard-íonachta a baineadh amach trí shintéiriú céim leachtach.
1.2 PSS-SiC (Sintéiriú Soladstaide)
Baineann dlúthú stáit sholadaigh le PSS-SiC ag teochtaí os cionn 2000°C le thart ar 1% de réir meáchain de bhreiseáin. Braitheann an próiseas seo go príomha ar idirleathadh adamhach agus athchóiriú gráin faoi thiomáint teochtaí arda chun fuinneamh dromchla a laghdú agus dlúthú a bhaint amach. Is teaglaim choitianta breiseán é an córas BC (bórón-charbóin), ar féidir leis fuinneamh teorann gráin a ísliú agus SiO₂ a bhaint de dhromchla SiC. Mar sin féin, is minic a thugann breiseáin BC traidisiúnta eisíontais iarmharacha isteach, rud a laghdaíonn íonacht SiC.
Trí rialú a dhéanamh ar ábhar breiseán (B 0.4% de réir meáchain, C 1.8% de réir meáchain) agus trí shintéiriú ag 2150°C ar feadh 0.5 uair an chloig, fuarthas criadóireacht SiC ard-íonachta le híonacht 99.6% de réir meáchain agus dlús coibhneasta 98.4%. Léirigh an micreastruchtúr gráinní colúnacha (cuid acu níos mó ná 450 µm ar fhad), le póir bheaga ag teorainneacha gráin agus cáithníní graifíte taobh istigh de na gráinní. Léirigh an criadóireacht neart lúbthachta de 443 ± 27 MPa, modúl leaisteach de 420 ± 1 GPa, agus comhéifeacht leathnú teirmeach de 3.84 × 10⁻⁶ K⁻¹ sa raon teocht an tseomra go 600°C, rud a léiríonn feidhmíocht fhoriomlán den scoth.
Micreastruchtúr PSS-SiC: (A) Íomhá SEM tar éis snasta agus greanadh NaOH; (BD) Íomháithe BSD tar éis snasta agus greanadh
III. Sintéiriú Brú Te
Is teicníc dlúthúcháin í sintéiriú brú te (HP) a chuireann teas agus brú aon-aiseach i bhfeidhm ag an am céanna ar ábhair phúdair faoi choinníollacha ardteochta agus ardbhrú. Cuireann brú ard cosc suntasach ar fhoirmiú póir agus cuireann sé teorainn le fás gráin, agus cuireann teocht ard comhleá gráin agus foirmiú struchtúr dlúth chun cinn, rud a tháirgeann criadóireacht SiC ard-dlúis, ard-íonachta sa deireadh. Mar gheall ar nádúr treorach an bhrú, is gnách go spreagann an próiseas seo ainisotrópacht gráin, rud a théann i bhfeidhm ar airíonna meicniúla agus caitheamh.
Tá sé deacair criadóireacht SiC íon a dhlúthú gan bhreiseáin, agus teastaíonn sintéiriú faoi bhrú ultra-ard uathu. D'ullmhaigh Nadeau et al. SiC lán-dlúis go rathúil gan bhreiseáin ag 2500°C agus 5000 MPa; fuair Sun et al. ábhair mhórchóire β-SiC le cruas Vickers suas le 41.5 GPa ag 25 GPa agus 1400°C. Ag baint úsáide as brú 4 GPa, ullmhaíodh criadóireacht SiC le dlúis choibhneasta de thart ar 98% agus 99%, cruas de 35 GPa, agus modúl leaisteach de 450 GPa ag 1500°C agus 1900°C, faoi seach. Thug sintéiriú púdar SiC micrónmhéide ag 5 GPa agus 1500°C criadóireacht le cruas de 31.3 GPa agus dlús coibhneasta de 98.4%.
Cé go léiríonn na torthaí seo gur féidir le brú ultra-ard dlúthú gan bhreiseáin a bhaint amach, cuireann castacht agus costas ard an trealaimh riachtanach teorainn le feidhmeanna tionsclaíocha. Dá bhrí sin, in ullmhúchán praiticiúil, is minic a úsáidtear breiseáin rian nó gránúchán púdair chun fórsa tiomána an tsintéirithe a fheabhsú.
Trí 4% de mheáchan roisín feanólach a chur leis mar bhreiseán agus trí shintéiriú ag 2350°C agus 50 MPa, fuarthas criadóireacht SiC le ráta dlúisithe de 92% agus íonacht de 99.998%. Agus méideanna ísle breiseán (aigéad bórach agus D-fruchtós) á n-úsáid agus trí shintéiriú ag 2050°C agus 40 MPa, ullmhaíodh SiC ard-íonachta le dlús coibhneasta >99.5% agus cion B iarmharach de 556 ppm amháin. Léirigh íomhánna SEM, i gcomparáid le samplaí gan bhrú, go raibh gráinní níos lú, níos lú póir, agus dlús níos airde ag samplaí brúite te. Ba é 453.7 ± 44.9 MPa an neart lúbtha, agus shroich an modúl leaisteach 444.3 ± 1.1 GPa.
Trí an t-am coinneála ag 1900°C a shíneadh, mhéadaigh méid na ngrán ó 1.5 μm go 1.8 μm, agus feabhsaigh an seoltacht theirmeach ó 155 go 167 W·m⁻¹·K⁻¹, agus feabhas á chur ar fhriotaíocht creimeadh plasma ag an am céanna.
Faoi choinníollacha 1850°C agus 30 MPa, tháirg brú te agus brú te tapa púdar SiC gráinnithe agus annáilte criadóireacht β-SiC lán-dlúis gan aon bhreiseáin, le dlús 3.2 g/cm³ agus teocht shintéirithe 150–200°C níos ísle ná próisis thraidisiúnta. Léirigh an criadóireacht cruas 2729 GPa, diana briste 5.25–5.30 MPa·m^1/2, agus friotaíocht den scoth in aghaidh snámha (rátaí snámha 9.9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ agus 3.8 × 10⁻⁹ s⁻¹ ag 1400°C/1450°C agus 100 MPa).
(A) Íomhá SEM den dromchla snasta; (B) Íomhá SEM den dromchla briste; (C, D) Íomhá BSD den dromchla snasta
I dtaighde priontála 3D le haghaidh criadóireachta piezoelectric, tá fócas lárnach tagtha ar shlamadh ceirmeach, mar an fachtóir lárnach a mbíonn tionchar aige ar mhúnlú agus ar fheidhmíocht, sa bhaile agus go hidirnáisiúnta. Léiríonn staidéir reatha go ginearálta go mbíonn tionchar suntasach ag paraiméadair amhail méid na gcáithníní púdair, slaodacht an tslama, agus ábhar soladach ar cháilíocht mhúnlaithe agus ar airíonna piezoelectric an táirge deiridh.
Fuair taighde amach go léiríonn slodair cheirmeacha a ullmhaítear ag baint úsáide as púdair tíotáináit bhairiam micrea-, fo-mhicrea- agus nana-mhéide difríochtaí suntasacha i bpróisis steiréolitagrafaíochta (m.sh., LCD-SLA). De réir mar a laghdaíonn méid na gcáithníní, méadaíonn slaodacht an tslodair go suntasach, agus púdair nana-mhéide ag táirgeadh slodair a bhfuil slaodacht acu a shroicheann billiúin mPa·s. Bíonn slodair le púdair micrea-mhéide seans maith go ndéanfar dí-áitiú agus go scafa le linn priontála, agus léiríonn púdair fo-mhicrea- agus nana-mhéide iompar foirmithe níos cobhsaí. Tar éis shintéiriú ardteochta, bhain na samplaí ceirmeacha amach dlús 5.44 g/cm³, comhéifeacht piezoelectric (d₃₃) de thart ar 200 pC/N, agus fachtóirí caillteanais ísle, ag taispeáint airíonna freagartha leictrimheicniúla den scoth.
Ina theannta sin, i bpróisis micrea-steiréolitagrafaíochta, thug coigeartú ar an ábhar soladach i sluraí de chineál PZT (m.sh., 75% de réir meáchain) coirp shintéirithe le dlús 7.35 g/cm³, ag baint amach tairiseach piezoelectric suas le 600 pC/N faoi réimsí leictreacha polála. Feabhsaigh taighde ar chúiteamh dífhoirmithe micrea-scála cruinneas foirmithe go suntasach, ag feabhsú cruinneas geoiméadrach suas le 80%.
Léirigh staidéar eile ar chriadóireacht piezoelectric PMN-PT go mbíonn tionchar criticiúil ag ábhar soladach ar struchtúr agus airíonna leictreacha na criadóireachta. Ag 80% de réir meáchain, bhí fotháirgí le feiceáil go héasca sna criadóireachta; de réir mar a mhéadaigh an t-ábhar soladach go 82% de réir meáchain agus os a chionn, d’imigh na fotháirgí de réir a chéile, agus tháinig feabhas suntasach ar struchtúr na criadóireachta, le feidhmíocht fheabhsaithe go suntasach. Ag 82% de réir meáchain, léirigh na criadóireachta airíonna leictreacha is fearr: tairiseach piezoelectric de 730 pC/N, tréscaoilteacht choibhneasta de 7226, agus caillteanas tréleictreach de 0.07 amháin.
Mar achoimre, ní hamháin go mbíonn tionchar ag méid na gcáithníní, an t-ábhar soladach, agus airíonna reolaíocha slurraí ceirmeacha ar chobhsaíocht agus ar chruinneas an phróisis priontála ach cinneann siad go díreach dlús agus freagairt piezoelectric na gcorp sintéaraithe, rud a fhágann gur paraiméadair thábhachtacha iad chun criadóireacht piezoelectric priontáilte 3D ardfheidhmíochta a bhaint amach.
Príomhphróiseas priontála 3D LCD-SLA ar shamplaí BT/UV
Airíonna criadóireachta PMN-PT le hábhar soladach difriúil
IV. Sintéiriú Plasma Spréacha
Is teicneolaíocht shintéirithe chun cinn í sintéiriú plasma spréacha (SPS) a úsáideann sruth cuisleach agus brú meicniúil a chuirtear i bhfeidhm ar phúdair ag an am céanna chun dlúthú tapa a bhaint amach. Sa phróiseas seo, téann an sruth an múnla agus an púdar go díreach, ag giniúint teasa agus plasma Joule, rud a chuireann sintéiriú éifeachtach ar fáil i mbeagán ama (de ghnáth laistigh de 10 nóiméad). Cuireann téamh tapa leathadh dromchla chun cinn, agus cuidíonn urscaoileadh spréacha le gáis ionsúite agus sraitheanna ocsaíde a bhaint de dhromchlaí púdair, rud a fheabhsaíonn feidhmíocht shintéirithe. Feabhsaíonn an éifeacht leictrea-imirce a spreagann réimsí leictreamaighnéadacha leathadh adamhach freisin.
I gcomparáid le brú te traidisiúnta, úsáideann SPS téamh níos dírí, rud a chuireann ar chumas dlúthú ag teochtaí níos ísle agus a chuireann cosc éifeachtach ar fhás gráin chun micreastruchtúir mhíne agus aonfhoirmeacha a fháil. Mar shampla:
- Gan bhreiseáin, agus púdar SiC meilte á úsáid mar amhábhar, agus trí shintéiriú ag 2100°C agus 70 MPa ar feadh 30 nóiméad, fuarthas samplaí le dlús coibhneasta 98%.
- Trí shintéiriú ag 1700°C agus 40 MPa ar feadh 10 nóiméad, tháirgtear SiC ciúbach le dlús 98% agus méideanna gráin de 30–50 nm amháin.
- Trí úsáid a bhaint as púdar SiC gráinneach 80 µm agus trí shintéiriú ag 1860°C agus 50 MPa ar feadh 5 nóiméad, fuarthas criadóireacht SiC ardfheidhmíochta le dlús coibhneasta 98.5%, micreachruas Vickers de 28.5 GPa, neart lúbthachta de 395 MPa, agus diana briste de 4.5 MPa·m^1/2.
Léirigh anailís mhicreastrúchtúrach gur laghdaigh tréscaoilteacht an ábhair go suntasach de réir mar a mhéadaigh teocht an tsintéirithe ó 1600°C go 1860°C, ag druidim le dlús iomlán ag teochtaí arda.
Micreastruchtúr criadóireachta SiC a shintéiríodh ag teochtaí éagsúla: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C agus (D) 1860°C
V. Déantúsaíocht Bhreiseánach
Le déanaí, léirigh déantúsaíocht bhreiseánach (AM) acmhainneacht ollmhór i ndéantúsaíocht comhpháirteanna ceirmeacha casta mar gheall ar a phróiseas tógála ciseal ar chiseal. I gcás criadóireachta SiC, forbraíodh teicneolaíochtaí AM iomadúla, lena n-áirítear scairdeadh ceanglóra (BJ), 3DP, sintéiriú léasair roghnach (SLS), scríbhneoireacht dhíreach dúigh (DIW), agus steiréolitagrafaíocht (SL, DLP). Mar sin féin, tá cruinneas níos ísle ag 3DP agus DIW, agus bíonn claonadh ag SLS strus teirmeach agus scoilteanna a spreagadh. I gcodarsnacht leis sin, cuireann BJ agus SL buntáistí níos mó ar fáil maidir le criadóireacht chasta ard-íonachta, ard-chruinnis a tháirgeadh.
- Scairdeadh Ceanglóra (BJ)
Baineann teicneolaíocht BJ le spraeáil ceanglóra ciseal ar chiseal chun púdar a nascadh, agus ansin dícheangal agus sintéiriú chun an táirge ceirmeach deiridh a fháil. Trí BJ a chomhcheangal le insíothlú gaile ceimiceach (CVI), ullmhaíodh ceirmeacha SiC lán-chriostalach ard-íonachta go rathúil. Áirítear leis an bpróiseas:
① Comhlachtaí glasa ceirmeacha SiC a fhoirmiú ag baint úsáide as BJ.
② Dlúthú trí CVI ag 1000°C agus 200 Torr.
③ Bhí dlús 2.95 g/cm³, seoltacht theirmeach 37 W/m·K, agus neart lúbthachta 297 MPa ag an gceirmeach SiC deiridh.
Léaráid sceitseach de phriontáil scaird ghreamaitheach (BJ). (A) Samhail dearaidh ríomhchuidithe (CAD), (B) léaráid sceitseach de phrionsabal BJ, (C) priontáil SiC le BJ, (D) dlúsú SiC trí insíothlú gaile ceimiceach (CVI)
- Steiréolitagrafaíocht (SL)
Is teicneolaíocht mhúnlaithe ceirmeach bunaithe ar leigheas UV í SL a bhfuil cruinneas thar a bheith ard agus cumais mhonaraithe struchtúr casta aici. Úsáideann an modh seo sloda ceirmeach íogair don solas a bhfuil cion ard solad agus slaodacht íseal acu chun coirp ghlasa ceirmeacha 3T a fhoirmiú trí fhótapolaiméiriú, agus ina dhiaidh sin dícheangal agus sintéiriú ardteochta chun an táirge deiridh a fháil.
Ag baint úsáide as sloda SiC 35% toirte, ullmhaíodh coirp ghlasa 3T ardchaighdeáin faoi radaíocht UV 405 nm agus rinneadh iad a dhlúthú tuilleadh trí dhó polaiméir ag 800°C agus cóireáil PIP. Léirigh na torthaí gur bhain samplaí ullmhaithe le sloda 35% toirte dlús coibhneasta 84.8% amach, ag sárú na ngrúpaí rialaithe 30% agus 40%.
Trí SiO₂ lipifileach agus roisín eapocsa feanólach (PEA) a thabhairt isteach chun an sloda a mhodhnú, feabhsaíodh feidhmíocht fótopolaiméirithe go héifeachtach. Tar éis shintéiriú ag 1600°C ar feadh 4 uair an chloig, baineadh amach comhshó beagnach iomlán go SiC, le cion ocsaigine deiridh de 0.12% amháin, rud a chuir ar chumas monarú aonchéime de cheirmeach SiC ard-íonachta, struchtúrtha casta gan réamh-ocsaídiú ná céimeanna réamh-insíothlaithe.
Léaráid den struchtúr priontála agus a phróiseas sintéirithe. Cuma an tsampla tar éis a thriomú ag (A) 25°C, pirilíse ag (B) 1000°C, agus sintéiriú ag (C) 1600°C.
Trí shlabraí ceirmeacha Si₃N₄ fóta-íogaire a dhearadh le haghaidh priontála steiréolitagrafaíochta 3T agus trí phróisis dícheangailteach-réamh-shintéirithe agus aosaithe ardteochta a úsáid, ullmhaíodh ceirmeacha Si₃N₄ le dlús teoiriciúil 93.3%, neart teanntachta de 279.8 MPa, agus neart lúbthachta de 308.5–333.2 MPa. Fuair staidéir amach gur féidir comhlachtaí glasa aonchiseal le cruinneas leigheasta leibhéal IT77 a fháil faoi choinníollacha d'ábhar soladach 45% toirte agus d'am nochta 10 soicind. Chuidigh próiseas dícheangailteach ísealteochta le ráta téimh de 0.1 °C/nóiméad le comhlachtaí glasa saor ó scoilteanna a tháirgeadh.
Is céim ríthábhachtach í an tsintéiriú a théann i bhfeidhm ar fheidhmíocht deiridh i steiréolitagrafaíocht. Léiríonn taighde gur féidir le cabhair shintéirithe dlús agus airíonna meicniúla ceirmeacha a fheabhsú go héifeachtach. Agus CeO₂ á úsáid mar chabhair shintéirithe agus teicneolaíocht shintéirithe le cúnamh réimse leictreach chun ceirmeacha Si₃N₄ ard-dlúis a ullmhú, fuarthas amach go ndearna CeO₂ deighilt ag teorainneacha gráin, rud a chuir sleamhnú agus dlúthú teorainneacha gráin chun cinn. Léirigh an ceirmeach mar thoradh air sin cruas Vickers de HV10/10 (1347.9 ± 2.4) agus diana briste de (6.57 ± 0.07) MPa·m¹/². Le MgO–Y₂O₃ mar bhreiseáin, feabhsaíodh aonchineálacht micreastruchtúir ceirmeach, rud a chuir feabhas suntasach ar fheidhmíocht. Ag leibhéal dópála iomlán de 8 wt.%, shroich neart lúbthachta agus seoltacht theirmeach 915.54 MPa agus 59.58 W·m⁻¹·K⁻¹, faoi seach.
VI. Conclúid
Mar achoimre, tá ionchais leathana feidhmchláir léirithe ag criadóireacht charbaíd sileacain (SiC) ard-íonachta, mar ábhar criadóireachta innealtóireachta den scoth, i leathsheoltóirí, san aeraspás, agus i dtrealamh dálaí foircneacha. Rinne an páipéar seo anailís chórasach ar chúig bhealach ullmhúcháin tipiciúla le haghaidh criadóireachta SiC ard-íonachta—sintéiriú athchriostalaithe, sintéiriú gan bhrú, brú te, sintéiriú plasma spréach, agus monarú breiseán—le plé mionsonraithe ar a meicníochtaí dlúthúcháin, uasmhéadú príomhpharaiméadair, feidhmíocht ábhair, agus buntáistí agus teorainneacha faoi seach.
Is léir go bhfuil tréithe uathúla ag gach próiseas éagsúil i dtéarmaí ard-íonachta, ard-dlús, struchtúir chasta agus indéantacht thionsclaíoch a bhaint amach. Tá acmhainneacht láidir léirithe ag teicneolaíocht déantúsaíochta breiseán, go háirithe, maidir le comhpháirteanna casta-chruthacha agus saincheaptha a mhonarú, le dul chun cinn i bhfo-réimsí cosúil le steiréolitagrafaíocht agus scairdeadh ceanglóra, rud a fhágann gur treo forbartha tábhachtach é d’ullmhúchán ceirmeach SiC ard-íonachta.
Caithfear taighde níos doimhne a dhéanamh ar ullmhú ceirmeach SiC ard-íonachta sa todhchaí, ag cur chun cinn an aistrithe ó fheidhmchláir innealtóireachta ar scála saotharlainne go feidhmchláir innealtóireachta ar scála mór atá an-iontaofa, agus ar an gcaoi sin tacaíocht ábhartha ríthábhachtach a sholáthar do mhonarú trealaimh ardleibhéil agus do theicneolaíochtaí faisnéise den chéad ghlúin eile.
Is fiontar ardteicneolaíochta é XKH atá speisialaithe i dtaighde agus i dtáirgeadh ábhar ceirmeach ardfheidhmíochta. Tá sé tiomanta do réitigh saincheaptha a sholáthar do chustaiméirí i bhfoirm ceirmeach sileacain charbaíde (SiC) ardíonachta. Tá teicneolaíochtaí ullmhúcháin ábhar chun cinn agus cumais phróiseála beachta ag an gcuideachta. Cuimsíonn a ghnó taighde, táirgeadh, próiseáil bheacht, agus cóireáil dromchla ceirmeach SiC ardíonachta, ag freastal ar riachtanais dhiana leathsheoltóra, fuinnimh nua, aeraspáis agus réimsí eile le haghaidh comhpháirteanna ceirmeacha ardfheidhmíochta. Ag baint leasa as próisis shintéirithe aibí agus teicneolaíochtaí déantúsaíochta breiseán, is féidir linn seirbhís aon stad a thairiscint do chustaiméirí ó uasmhéadú foirmle ábhair, foirmiú struchtúr casta go próiseáil bheacht, ag cinntiú go bhfuil airíonna meicniúla den scoth, cobhsaíocht theirmeach agus friotaíocht creimeadh ag na táirgí.
Am an phoist: 30 Iúil 2025