I. A szilícium-karbid szerkezete és tulajdonságai
A szilícium-karbid SiC szilíciumot és szenet tartalmaz. Ez egy tipikus polimorf vegyület, főleg α-SiC-t (magas hőmérsékleten stabil típus) és β-SiC-t (alacsony hőmérsékleten stabil típus) tartalmaz. Több mint 200 polimorf létezik, amelyek közül a β-SiC 3C-SiC és 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC és 15R-SiC az α-SiC reprezentatívabb.
ábra SiC polimorf szerkezete Amikor a hőmérséklet 1600 ℃ alatt van, a SiC β-SiC formájában létezik, amely szilícium és szén egyszerű keverékéből állítható elő körülbelül 1450 ℃ hőmérsékleten. Ha magasabb, mint 1600 ℃, a β-SiC lassan átalakul az α-SiC különböző polimorfjaivá. A 4H-SiC könnyen előállítható 2000 ℃ körül; A 6H és 15R politípusok könnyen előállíthatók 2100 ℃ feletti magas hőmérsékleten; A 6H-SiC 2200 ℃ feletti hőmérsékleten is nagyon stabil marad, ezért ipari alkalmazásokban gyakoribb. A tiszta szilícium-karbid színtelen és átlátszó kristály. Az ipari szilícium-karbid színtelen, világossárga, világoszöld, sötétzöld, világoskék, sötétkék és még fekete is, az átlátszóság foka viszont csökken. A csiszolóipar a szilícium-karbidot szín szerint két kategóriába sorolja: fekete szilícium-karbid és zöld szilícium-karbid. A színtelentől a sötétzöldig a zöld szilícium-karbid, a világoskéktől a feketéig terjedő pedig a fekete szilícium-karbid. A fekete szilícium-karbid és a zöld szilícium-karbid egyaránt α-SiC hatszögletű kristályok. A szilícium-karbid kerámiák általában zöld szilícium-karbid port használnak nyersanyagként.
2. Szilícium-karbid kerámia előkészítési folyamat
A szilícium-karbid kerámia anyagot szilícium-karbid nyersanyagok aprításával, őrlésével és osztályozásával állítják elő, hogy egyenletes szemcseméret-eloszlású SiC-részecskéket kapjanak, majd a szilícium-karbid-részecskéket préseljük, az adalékanyagokat és az ideiglenes ragasztókat egy zöld blankba préselik, majd magas hőmérsékleten szinterelik. Azonban a Si-C kötések magas kovalens kötési jellemzői (~88%) és az alacsony diffúziós együttható miatt az előállítási folyamat egyik fő problémája a szinterezési tömörítés nehézsége. A nagy sűrűségű szilícium-karbid kerámiák előállítási módszerei közé tartozik a reakciószinterelés, nyomás nélküli szinterezés, atmoszférikus nyomású szinterezés, melegen sajtoló szinterezés, átkristályosításos szinterezés, meleg izosztatikus préseléses szinterezés, szikraplazma szinterezés stb.
A szilícium-karbid kerámiák hátránya azonban az alacsony törési szilárdság, vagyis a nagyobb ridegség. Emiatt az utóbbi években sorra jelentek meg a szilícium-karbid kerámiákon alapuló többfázisú kerámiák, mint például a szál- (vagy whisker-) erősítés, a heterogén részecskediszperziót erősítő és a gradiens funkcionális anyagok, amelyek javítják a monomer anyagok szívósságát és szilárdságát.
3. Szilícium-karbid kerámiák alkalmazása fotovoltaikus térben
A szilícium-karbid kerámiák kiváló korrózióállósággal rendelkeznek, ellenállnak a vegyi anyagok eróziójának, meghosszabbítják az élettartamot, és nem bocsátanak ki káros vegyszereket, ami megfelel a környezetvédelmi követelményeknek. Ugyanakkor a szilícium-karbid csónaktartóknak jobb költségelőnyök is vannak. Bár maguknak a szilícium-karbid anyagoknak az ára viszonylag magas, tartósságuk és stabilitásuk csökkentheti az üzemeltetési költségeket és a csere gyakoriságát. Hosszú távon nagyobb gazdasági haszonnal járnak, és a napelemes hajók támogatási piacának fő termékeivé váltak.
Ha szilícium-karbid kerámiát használnak kulcsfontosságú hordozóanyagként a fotovoltaikus cellák gyártási folyamatában, a csónaktartók, csónakdobozok, csőszerelvények és más gyártott termékek jó hőstabilitással rendelkeznek, nem deformálódnak magas hőmérsékleten, és nincsenek káros kicsapódó szennyező anyagok. Kiválthatják a jelenleg általánosan használt kvarc csónaktartókat, csónakdobozokat, csőszerelvényeket, és jelentős költségelőnyök is vannak. A szilícium-karbid csónaktartók fő anyagként szilícium-karbidból készülnek. A hagyományos kvarc csónaktartókhoz képest a szilícium-karbid csónaktartóknak jobb a hőstabilitásuk, és megőrzik a stabilitást magas hőmérsékletű környezetben. A szilícium-karbid csónaktartók jól teljesítenek magas hőmérsékletű környezetben, és nem könnyen befolyásolja őket a hő, és nem deformálódnak vagy károsodnak. Alkalmasak olyan gyártási folyamatokhoz, amelyek magas hőmérsékletű kezelést igényelnek, ami elősegíti a gyártási folyamat stabilitásának és konzisztenciájának megőrzését.
Élettartam: Az adatjelentés elemzése szerint: A szilícium-karbid kerámiák élettartama több mint 3-szorosa a kvarc anyagból készült csónaktartók, csónakdobozok, csőidomok élettartamának, ami nagymértékben csökkenti a fogyóeszközök cseréjének gyakoriságát.
Feladás időpontja: 2024.10.21