I. Estructura i propietats del carbur de silici
El carbur de silici SiC conté silici i carboni. És un compost polimòrfic típic, que inclou principalment α-SiC (tipus estable a alta temperatura) i β-SiC (tipus estable a baixa temperatura). Hi ha més de 200 polimorfs, entre els quals 3C-SiC de β-SiC i 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC i 15R-SiC de α-SiC són més representatius.
Figura estructura polimorfa SiC Quan la temperatura és inferior a 1600 ℃, el SiC existeix en forma de β-SiC, que es pot fer a partir d'una barreja simple de silici i carboni a una temperatura d'uns 1450 ℃. Quan és superior a 1600 ℃, β-SiC es transforma lentament en diversos polimorfs d'α-SiC. 4H-SiC és fàcil de generar al voltant de 2000 ℃; Els politips 6H i 15R són fàcils de generar a altes temperatures per sobre de 2100 ℃; El 6H-SiC també pot romandre molt estable a temperatures superiors a 2200 ℃, per la qual cosa és més comú en aplicacions industrials. El carbur de silici pur és un cristall incolor i transparent. El carbur de silici industrial és incolor, groc clar, verd clar, verd fosc, blau clar, blau fosc i fins i tot negre, i el grau de transparència disminueix al seu torn. La indústria abrasiva divideix el carbur de silici en dues categories segons el color: carbur de silici negre i carbur de silici verd. Els incolors a verd fosc es classifiquen com a carbur de silici verd, i els blaus clars a negres es classifiquen com a carbur de silici negre. Tant el carbur de silici negre com el verd són cristalls hexagonals α-SiC. En general, les ceràmiques de carbur de silici utilitzen pols de carbur de silici verd com a matèries primeres.
2. Procés de preparació ceràmica de carbur de silici
El material ceràmic de carbur de silici es fa triturant, triturant i classificant matèries primeres de carbur de silici per obtenir partícules de SiC amb una distribució uniforme de la mida de partícules, i després prement les partícules de SiC, additius de sinterització i adhesius temporals en un blanc verd, i després sinteritzant a alta temperatura. Tanmateix, a causa de les altes característiques d'enllaç covalent dels enllaços Si-C (~88%) i el baix coeficient de difusió, un dels principals problemes en el procés de preparació és la dificultat de la densificació de sinterització. Els mètodes de preparació de la ceràmica de carbur de silici d'alta densitat inclouen la sinterització de reacció, la sinterització sense pressió, la sinterització a pressió atmosfèrica, la sinterització de premsat en calent, la sinterització de recristal·lització, la sinterització de premsa isostàtica en calent, la sinterització de plasma d'espurna, etc.
Tanmateix, les ceràmiques de carbur de silici tenen l'inconvenient d'una baixa tenacitat a la fractura, és a dir, una major fragilitat. Per aquest motiu, en els darrers anys, han aparegut ceràmiques multifàsiques basades en ceràmiques de carbur de silici, com ara el reforç de fibra (o bigotis), l'enfortiment de la dispersió de partícules heterogènies i els materials funcionals en gradient, millorant la duresa i la resistència dels materials monòmers.
3. Aplicació de ceràmiques de carbur de silici en el camp fotovoltaic
Les ceràmiques de carbur de silici tenen una excel·lent resistència a la corrosió, poden resistir l'erosió de substàncies químiques, allargar la vida útil i no alliberar productes químics nocius, que compleixen els requisits de protecció del medi ambient. Al mateix temps, els suports per a vaixells de carbur de silici també tenen millors avantatges de cost. Tot i que el preu dels materials de carbur de silici en si és relativament elevat, la seva durabilitat i estabilitat poden reduir els costos operatius i la freqüència de substitució. A la llarga, tenen beneficis econòmics més elevats i s'han convertit en els productes principals del mercat de suport a embarcacions fotovoltaiques.
Quan la ceràmica de carbur de silici s'utilitza com a materials portadors clau en el procés de producció de cèl·lules fotovoltaiques, els suports de vaixells, caixes de vaixells, accessoris de canonada i altres productes fabricats tenen una bona estabilitat tèrmica, no es deformen a altes temperatures i no tenen contaminants precipitats nocius. Poden substituir els suports d'embarcacions de quars que s'utilitzen habitualment, les caixes de vaixells i els accessoris de canonada, i tenen importants avantatges de costos. Els suports per a vaixells de carbur de silici estan fets de carbur de silici com a material principal. En comparació amb els suports tradicionals per a vaixells de quars, els suports per a vaixells de carbur de silici tenen una millor estabilitat tèrmica i poden mantenir l'estabilitat en entorns d'alta temperatura. Els suports per a vaixells de carbur de silici funcionen bé en entorns d'alta temperatura i no es veuen afectats fàcilment per la calor i es deformen o es fan malbé. Són adequats per a processos de producció que requereixen un tractament a alta temperatura, que afavoreix el manteniment de l'estabilitat i la consistència del procés de producció.
Vida útil: segons l'anàlisi de l'informe de dades: la vida útil de la ceràmica de carbur de silici és més de 3 vegades la dels suports d'embarcacions, caixes de vaixells i accessoris de canonades fets de materials de quars, la qual cosa redueix molt la freqüència de substitució de consumibles.
Hora de publicació: 21-octubre-2024