Dul Chun Cinn Taighde maidir le Bratuithe TaC ar Dhromchlaí Ábhar Carbónbhunaithe

Cúlra Taighde

Tá ábhair charbóin-bhunaithe ar nós graifít, snáithíní carbóin, agus cumaisc charbóin/carbóin (C/C) ar eolas mar gheall ar a n-ard-neart sonrach, ard-modal sonrach, agus airíonna teirmeacha den scoth, rud a fhágann go bhfuil siad oiriúnach do raon leathan feidhmchlár ardteochta. . Úsáidtear na hábhair seo go forleathan in aeraspáis, innealtóireacht cheimiceach agus stóráil fuinnimh. Mar sin féin, cuireann a n-íogaireacht i leith ocsaídiúcháin agus creimthe i dtimpeallachtaí ardteochta, mar aon le droch-fhriotaíocht scratch, srian ar a n-iarratas breise.

Le dul chun cinn teicneolaíochta, tá níos mó agus níos mó ag baint le hábhair atá bunaithe ar charbón in ann freastal ar éilimh dhian timpeallachtaí foircneacha, go háirithe maidir le ocsaídiú agus friotaíocht creimeadh. Dá bhrí sin, tá feabhas a chur ar fheidhmíocht na n-ábhar seo ina phríomhthreo taighde.

Is ábhar é chomhdhúile tantalam (TaC) a bhfuil leáphointe an-ard (3880 ° C aige), cobhsaíocht mheicniúil ardteochta den scoth, agus friotaíocht creimeadh. Taispeánann sé freisin comhoiriúnacht mhaith ceimiceach le hábhair carbóin-bhunaithe.Bratuithe TaCis féidir leo feabhas suntasach a chur ar fhriotaíocht ocsaídiúcháin agus airíonna meicniúla ábhar carbóin-bhunaithe, ag leathnú a n-infheidhmeacht i dtimpeallachtaí foircneacha.

Dul Chun Cinn Taighde maidir le Bratuithe TaC ar Dhromchlaí Ábhar Carbónbhunaithe

1. Foshraitheanna Graphite

Buntáistí Graphite:

Úsáidtear graifít go forleathan i miotalóireacht ardteochta, cadhnraí fuinnimh, agus déantúsaíocht leathsheoltóra mar gheall ar a lamháltas ardteochta (leáphointe timpeall 3850 ° C), seoltacht ard teirmeach, agus friotaíocht turraing teirmeach den scoth. Mar sin féin, tá graifít seans maith go ocsaídiú agus creimeadh ag miotail leáite ag teochtaí arda.

Ról naBratuithe TaC:

Is féidir le bratuithe TaC feabhas suntasach a chur ar fhriotaíocht ocsaídiúcháin, ar fhriotaíocht creimeadh, agus ar airíonna meicniúla graifíte, rud a chuireann lena chumas feidhmchláir i dtimpeallachtaí foircneacha.

Modhanna agus Éifeachtaí Cumhdaithe:

(1) Spraeáil Plasma:

Taighde: Trignan et al. úsáid as spraeáil plasma chun tiús 150 µm a chur i dtaisceCumhdach TaCar dhromchla graifít, ag cur go mór lena caoinfhulaingt ardteochta. Cé go raibh TaC0.85 agus Ta2C iar-spraeála sa bhratú, d'fhan sé slán gan scoilteadh tar éis cóireála ardteochta ag 2000°C.

(2) Taistil Cheimiceach Gaile (CVD):

Taighde: Lv et al. d'fhostaigh sé an córas TaCl5-Ar-C3H6 chun sciath ilphase C-TaC a ullmhú ar dhromchlaí graifíte ag baint úsáide as an modh CVD. Léirigh a staidéar, de réir mar a mhéadaigh an t-ábhar carbóin sa sciath, tháinig laghdú ar an gcomhéifeacht frithchuimilte, rud a léiríonn friotaíocht caitheamh den scoth.

(3) Modh Sintéirithe Sciodair:

Taighde: Shen et al. d'ullmhaigh siad sciodar ag baint úsáide as TaCl5 agus aicéitileatón, a chuir siad ar dhromchlaí graifíte agus ansin rinne siad shintéiriú ardteochta. An toradhCumhdach TaCbhí cáithníní thart ar 1 µm i méid agus léirigh siad cobhsaíocht mhaith ceimiceach agus cobhsaíocht ardteochta tar éis cóireála ag 2000 °C.

Fíor 1

Léiríonn Fíor 1a an breogán TaC a ullmhaíodh tríd an modh CVD, agus léiríonn Fíoracha 1b agus 1c riocht an bhreogán faoi fhás epitaxial MOCVD-GaN agus coinníollacha fáis sublimation AlN, faoi seach. Léiríonn na híomhánna seo go bhfuil anCumhdach TaCní hamháin go léiríonn sé friotaíocht ablation den scoth ag teochtaí foircneacha ach coinníonn sé cobhsaíocht struchtúrach ard faoi choinníollacha ardteochta.

2. Foshraith Snáithín Carbóin

Saintréithe Snáithín Carbóin:

Tá snáithín carbóin tréithrithe ag a ard-neart sonrach agus ard-modal sonrach, chomh maith le seoltacht leictreach den scoth, seoltacht theirmeach, friotaíocht creimeadh aigéad agus alcaile, agus cobhsaíocht ardteochta. Mar sin féin, is gnách go gcaillfidh snáithín carbóin na hairíonna níos fearr seo i dtimpeallachtaí ocsaídiúcháin ardteochta.

Ról naCumhdach TaC:

Taisceadh aCumhdach TaCar dhromchla snáithín carbóin feabhsaíonn sé go mór a fhriotaíocht ocsaídiúcháin agus friotaíocht radaíochta, rud a fheabhsóidh a infheidhmeacht i dtimpeallachtaí ardteochta mhór.

Modhanna agus Éifeachtaí Cumhdaithe:

(1) Insileadh Gaile Ceimiceach (CVI):

Taighde: Chen et al. i dtaisce aCumhdach TaCar shnáithín carbóin ag baint úsáide as an modh CVI. Fuair ​​an staidéar amach, ag teochtaí sil-leagan de 950-1000 ° C, léirigh an sciath TaC struchtúr dlúth agus friotaíocht ocsaídiúcháin den scoth ag teochtaí arda.

(2) Modh Imoibrithe In Situ:

Taighde: Liu et al. fabraicí ullmhaithe TaC/PyC ar shnáithíní cadáis ag baint úsáide as an modh imoibrithe in situ. Léirigh na fabraicí seo éifeachtacht sciath leictreamaighnéadach an-ard (75.0 dB), i bhfad níos fearr ná fabraicí traidisiúnta PyC (24.4 dB).

(3) Modh Salann Leáite:

Taighde: Dong et al. ullmhaithe aCumhdach TaCar dhromchla snáithín carbóin ag baint úsáide as an modh salann leáite. Léirigh na torthaí gur chuir an sciath seo go mór le friotaíocht ocsaídiúcháin snáithín carbóin.

Fíor 2

Fíor 2: Taispeánann Figiúr 2 íomhánna SEM de shnáithíní carbóin bunaidh agus snáithíní carbóin brataithe TaC ullmhaithe faoi choinníollacha éagsúla, mar aon le cuair anailíse teirmeagrafaíochta (TGA) faoi choinníollacha brataithe éagsúla.

Fíor 2a: Taispeánann sé deilbhíocht na snáithíní carbóin bunaidh.

Fíor 2b: Taispeánann sé mhoirfeolaíocht dromchla snáithíní carbóin brataithe TaC ullmhaithe ag 1000°C, agus an bratú dlúth agus scaipthe go haonfhoirmeach.

Fíor 2c: Léiríonn cuair TGA go bhfuil anCumhdach TaCfeabhsaíonn sé go mór friotaíocht ocsaídiúcháin snáithíní carbóin, agus léiríonn an sciath ullmhaithe ag 1100 ° C friotaíocht ocsaídiúcháin níos fearr.

3. C/C Maitrís Ilchodach

Tréithe Comhdhéanta C/C:

Is éard atá i gcomhchodanna C/C ná comhdhúile maitrís carbóin treisithe le snáithín carbóin, a bhfuil cáil orthu mar gheall ar a modúl ard sonrach agus ard-neart sonrach, cobhsaíocht turraing teirmeach maith, agus friotaíocht creimeadh ardteochta den scoth. Úsáidtear iad go príomha i réimsí aeraspáis, feithicleach agus tionsclaíochta. Mar sin féin, tá cumaisc C/C seans maith go ocsaídiú i dtimpeallachtaí ardteochta agus tá droch-plaisteachacht acu, rud a chuireann srian ar a gcur i bhfeidhm ag teochtaí níos airde.

Ról naCumhdach TaC:

Ag ullmhú aCumhdach TaCar dhromchla na gcomhchodanna C/C is féidir feabhas suntasach a chur ar a bhfriotaíocht ablation, ar chobhsaíocht turrainge teirmeach, agus ar airíonna meicniúla, rud a leathnóidh a bhfeidhmeanna féideartha faoi dhálaí foircneacha.

Modhanna agus Éifeachtaí Cumhdaithe:

(1) Modh Spraeála Plasma:

Taighde: Feng et al. bratuithe ilchodacha HfC-TaC ullmhaithe ar chomhchodanna C/C ag baint úsáide as an modh spraeáil plasma atmaisféarach supersonach (SAPS). Thaispeáin na bratuithe seo friotaíocht ablation den scoth faoi dhlús flosc teasa lasair de 2.38 MW/m², le ráta mais-asblation ach 0.35 mg/s agus ráta ablation líneach de 1.05 µm/s, rud a léiríonn cobhsaíocht gan íoc ag teochtaí arda.

(2) Modh Sol-Glóthach:

Taighde: He et al. ullmhaitheBratuithe TaCar chomhchodanna C/C ag baint úsáide as an modh sol-ghlóthach agus sintéaraithe ag teochtaí éagsúla. Léirigh an staidéar, tar éis shintéiriú ag 1600 ° C, gur léirigh an sciath an fhriotaíocht ablation is fearr, le struchtúr cisealach leanúnach agus dlúth.

(3) Taistil Cheimiceach Gaile (CVD):

Taighde: Ren et al. thaisceadh bratuithe Hf(Ta)C ar chomhchodanna C/C ag baint úsáide as an gcóras HfCl4-TaCl5-CH4-H2-Ar tríd an modh CVD. Léiríodh sna turgnaimh go raibh greamaitheacht láidir ag an sciath leis an tsubstráit, agus tar éis 120 soicind d’ablation lasair, ní raibh an ráta mais-shábháilteachta ach 0.97 mg/s le ráta ablation líneach de 1.32 µm/s, rud a léirigh sárfhriotaíocht ablation.

Fíor 3

Léiríonn Fíor 3 deilbhíocht briste na gcomhchodanna C/C le bratuithe ilchiseal PyC/SiC/TaC/PyC.

Fíor 3a: Taispeánann sé deilbhíocht iomlán briste an bhrataithe, áit ar féidir struchtúr idirchiseal na bratuithe a fheiceáil.

Fíor 3b: An bhfuil íomhá méadaithe den sciath, a léiríonn na coinníollacha comhéadan idir na sraitheanna.

Figiúr 3c: Déantar comparáid idir an neart lomadh interfacial agus neart flexural dhá ábhar éagsúla, rud a léiríonn go gcuireann an struchtúr sciath ilchiseal go mór le hairíonna meicniúla na gcomhchodanna C/C.

4. Bratuithe TaC ar Ábhair atá Bunaithe ar Charbón Ullmhaithe ag CVD

Is féidir leis an modh CVD ard-íonacht, dlúth agus aonfhoirmeach a tháirgeadhBratuithe TaCag teochtaí réasúnta íseal, ag seachaint na lochtanna agus na scoilteanna a fheictear go coitianta i modhanna ullmhúcháin ardteochta eile.

Tionchar Paraiméadair CVD:

(1) Ráta Sreabhadh Gáis:

Trí ráta sreafa an gháis a choigeartú le linn an phróisis CVD, is féidir moirfeolaíocht dromchla agus comhdhéanamh ceimiceach an sciath a rialú go héifeachtach. Mar shampla, tá Zhang et al. staidéar ar an éifeacht Ar ráta sreafa gáis arCumhdach TaCfás agus fuarthas amach go bhfuil méadú ar an ráta sreafa Ar slows fás gráin, a eascraíonn i grán níos lú agus níos comhionann.

(2) Teocht Taiscí:

Bíonn tionchar suntasach ag teocht an taiscthe ar mhoirfeolaíocht an dromchla agus ar chomhdhéanamh ceimiceach na sciath. Go ginearálta, luasann teochtaí taisce níos airde an ráta taisce ach d'fhéadfadh méadú ar an strus inmheánach freisin, rud a fhágann go gcruthófar scoilteanna. Chen et al. fuair sé sinBratuithe TaCullmhaithe ag 800 ° C bhí méid beag carbóin saor in aisce, ach ag 1000 ° C, bhí na bratuithe comhdhéanta den chuid is mó de criostail TaC.

(3) Brú Taiscí:

Bíonn tionchar ag brú sil-leagan go príomha ar mhéid gráin agus ar ráta sil-leagan an bhrataithe. Léiríonn staidéir, de réir mar a mhéadaíonn an brú taisce, go bhfeabhsaítear an ráta taisce go suntasach, agus go n-ardóidh méid gráin, cé go bhfuil struchtúr criostail an bhrataithe fós gan athrú den chuid is mó.

Fíor 4

Fíor 5

Léiríonn Fíoracha 4 agus 5 éifeachtaí ráta sreafa H2 agus teocht sil-leagan ar chomhdhéanamh agus ar mhéid gráin na bratuithe.

Fíor 4: Léiríonn sé an éifeacht atá ag rátaí sreafa éagsúla H2 ar chomhdhéanamhBratuithe TaCag 850°C agus 950°C. Nuair a bhíonn an ráta sreafa H2 100 mL/nóiméad, is éard atá sa sciath den chuid is mó ná TaC le méid beag Ta2C. Ag teochtaí níos airde, bíonn cáithníní níos lú agus níos comhionann mar thoradh ar H2 a chur leis.

Fíor 5: Léiríonn sé na hathruithe ar mhoirfeolaíocht dromchla agus ar mhéid gránachBratuithe TaCag teochtaí taiscí éagsúla. De réir mar a mhéadaíonn an teocht, fásann an méid gránach de réir a chéile, ag aistriú ó ghráin sféarúil go grán il-iarach.

Treochtaí Forbartha

Dúshláin Reatha:

Cé goBratuithe TaCfeabhas mór a chur ar fheidhmíocht na n-ábhar carbóin-bhunaithe, is féidir scoilteanna agus spalling faoi theocht ard a bheith mar thoradh ar an difríocht mhór i gcomhéifeachtaí leathnú teirmeach idir TaC agus an tsubstráit carbóin. Ina theannta sin, amháinCumhdach TaCd’fhéadfadh go dtitfeadh sé fós gann ar riachtanais iarratais a chomhlíonadh faoi dhálaí foircneacha áirithe.

Réitigh:

(1) Córais Cumhdaithe Ilchodacha:

Chun scoilteanna a shéaladh i sciath amháin, is féidir córais brataithe ilchodacha a úsáid. Mar shampla, Feng et al. ullmhaigh bratuithe ailtéarnacha HfC-TaC/HfC-SiC ar chomhchodanna C/C ag baint úsáide as an modh SAPS, a léirigh friotaíocht ablation níos fearr ag teochtaí arda.

(2) Córais Cumhdaithe Réitigh Soladach a Neartú:

Tá an struchtúr criostail ciúbach duine-lárnach céanna ag HfC, ZrC, agus TaC agus is féidir leo réitigh soladacha a fhoirmiú lena chéile chun an fhriotaíocht ablation a fheabhsú. Mar shampla, Wang et al. bratuithe Hf(Ta)C ullmhaithe ag baint úsáide as an modh CVD, a léirigh friotaíocht eisiblithe den scoth faoi choinníollacha ardteochta.

(3) Córais Brataithe Grádán:

Feabhsaíonn bratuithe grádáin an fheidhmíocht fhoriomlán trí dháileadh grádán leanúnach de chomhdhéanamh brataithe a sholáthar, rud a laghdaíonn strus inmheánach agus neamhréireanna i gcomhéifeachtaí leathnaithe teirmeacha. Li et al. bratuithe grádáin TaC/SiC ullmhaithe a léirigh sárfhriotaíocht turrainge teirmeach le linn tástálacha lasair-easúiteála ag 2300°C, gan aon scoilteadh ná spalling breathnaithe.

Fíor 6

Léiríonn Fíor 6 friotaíocht ablation bratuithe ilchodacha le struchtúir éagsúla. Léiríonn Fíor 6b go laghdaíonn struchtúir brataithe ailtéarnacha scoilteanna ag teochtaí arda, rud a léiríonn an fhriotaíocht ablation is fearr. I gcodarsnacht leis sin, léiríonn Fíor 6c go bhfuil bratuithe ilchisealacha seans maith go scoilteadh ag teochtaí arda mar gheall ar láithreacht comhéadain iolracha.

Conclúid agus Outlook

Déanann an páipéar seo achoimre chórasach ar dhul chun cinn taighde naBratuithe TaCmaidir le graifít, snáithín carbóin, agus cumaisc C/C, pléitear tionchar paraiméadair CVD arCumhdach TaCfeidhmíocht, agus déanann sé anailís ar shaincheisteanna reatha.

Chun freastal ar riachtanais iarratais na n-ábhar carbóin-bhunaithe faoi choinníollacha foircneacha, tá gá le feabhsuithe breise ar fhriotaíocht ablation, ar fhriotaíocht ocsaídiúcháin, agus ar chobhsaíocht mheicniúil ardteochta na bratuithe TaC. Ina theannta sin, ba cheart go ndíreodh taighde sa todhchaí ar na príomhcheisteanna in ullmhú bratuithe CVD TaC, ag cur chun cinn dul chun cinn i gcur i bhfeidhm tráchtálaBratuithe TaC.**

---

Táimid ag Semicorex speisialtóireacht i SiC/Táirgí graifíte atá brataithe le TaCagus teicneolaíocht CVD SiC a chuirtear i bhfeidhm i ndéantúsaíocht leathsheoltóra, má tá aon fhiosrúcháin agat nó má tá sonraí breise uait, ná bíodh drogall ort teagmháil a dhéanamh linn.

Fón teagmhála: +86-13567891907

Ríomhphost: sales@semicorex.com