Технологияи керамики карбиди кремний ва истифодаи он дар соҳаи фотоэлектрикӣ

I. Сохтор ва хосиятҳои карбиди кремний

Карбиди кремний SiC дорои кремний ва карбон аст. Он як пайвастагии маъмулии полиморфӣ мебошад, ки асосан аз α-SiC (навъи устувори ҳарорати баланд) ва β-SiC (навъи устувори ҳарорати паст) иборат аст. Зиёда аз 200 полиморфҳо мавҷуданд, ки дар байни онҳо 3C-SiC аз β-SiC ва 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC ва 15R-SiC аз α-SiC бештар намояндагӣ мекунанд.

Тасвири сохтори полиморфии SiC Вақте ки ҳарорат аз 1600 ℃ пасттар аст, SiC дар шакли β-SiC мавҷуд аст, ки онро аз омехтаи оддии кремний ва карбон дар ҳарорати тақрибан 1450 ℃ сохтан мумкин аст. Вақте ки он аз 1600 ℃ баландтар аст, β-SiC оҳиста ба полиморфҳои гуногуни α-SiC мубаддал мешавад. 4H-SiC дар тақрибан 2000 ℃ тавлид кардан осон аст; Политипҳои 6H ва 15R дар ҳарорати баланд аз 2100 ℃ ба осонӣ тавлид мешаванд; 6H-SiC инчунин метавонад дар ҳарорати болотар аз 2200 ℃ хеле устувор боқӣ монад, аз ин рӯ он дар барномаҳои саноатӣ бештар маъмул аст. Карбиди кремнийи холис кристалл беранг ва шаффоф аст. Карбиди кремнийи саноатӣ рангҳои ранга, зарди равшан, сабзи равшан, сабзи торик, кабуди равшан, кабуд ва ҳатто сиёҳ буда, дараҷаи шаффофият дар навбати худ кам мешавад. Саноати абразивӣ карбиди кремнийро аз рӯи ранг ба ду категория тақсим мекунад: карбиди кремнийи сиёҳ ва карбиди кремнийи сабз. Рангҳои ранга то сабзи торик ҳамчун карбиди кремнийи сабз ва кабуди равшан ба сиёҳ ҳамчун карбиди кремнийи сиёҳ тасниф карда мешаванд. Ҳарду карбиди кремнийи сиёҳ ва карбиди кремнийи сабз кристаллҳои шашкунҷаи α-SiC мебошанд. Умуман, сафолҳои карбиди кремний хокаи карбиди кремнийро ҳамчун ашёи хом истифода мебаранд.

2. Раванди тайёр кардани сафолии кремний карбиди

Маводи сафолии кремний карбиди кремний бо роҳи майда кардан, дастос кардан ва баҳо додан ба ашёи хоми карбиди кремний барои ба даст овардани зарраҳои SiC бо тақсимоти ягонаи андозаи зарраҳо ва сипас пахш кардани зарраҳои SiC, иловаҳои синтеризатсия ва илтиёмҳои муваққатӣ ба холи сабз ва сипас дар ҳарорати баланд синтеризатсия карда мешавад. Бо вуҷуди ин, аз сабаби хусусиятҳои баланди пайванди ковалентии вомбаргҳои Si-C (~ 88%) ва коэффисиенти пасти диффузия, яке аз мушкилоти асосӣ дар раванди омодагӣ мушкилии зичии синтеризатсия мебошад. Усулҳои тайёр кардани сафолҳои карбиди кремнийи зичии баланд аз синтеризатсияи реаксия, бе фишор, агломератсияи фишори атмосфера, агломератсияи гарм, рекристаллизатсия, агломератсияи гарми изостатикӣ, плазмаи шарора ва ғайра иборатанд.

Бо вуҷуди ин, сафолҳои карбиди кремний камбудиҳои пасти шикаста, яъне шикастани бештар доранд. Аз ин сабаб, дар солҳои охир сафолҳои бисёрфазаӣ дар асоси сафолҳои карбиди кремний, аз қабили арматураи нах (ё мушт), мустаҳкамкунии дисперсияи зарраҳои гетерогенӣ ва маводи функсионалии градиентӣ паи ҳам пайдо шуда, сахтӣ ва мустаҳкамии маводи мономериро беҳтар мекунанд.

3. Истифодаи сафолҳои кремний карбиди дар майдони фотоэлектрикӣ

Керамикаи карбиди кремний муқовимати аълои зангзанӣ дорад, метавонад ба эрозияи моддаҳои кимиёвӣ тоб оварад, мӯҳлати хидматро дароз кунад ва моддаҳои кимиёвии зарароварро, ки ба талаботи ҳифзи муҳити зист мувофиқат мекунад, раҳо намекунад. Дар баробари ин, пуштибони киштиҳои карбиди кремний низ бартариҳои беҳтари хароҷот доранд. Гарчанде ки худи нархи маводи карбиди кремний нисбатан баланд аст, устуворӣ ва устувории онҳо метавонад хароҷоти амалиётӣ ва басомади ивазкуниро кам кунад. Дар муддати тӯлонӣ, онҳо фоидаи бештари иқтисодӣ доранд ва ба маҳсулоти асосӣ дар бозори дастгирии фотоэлектрикӣ табдил ёфтанд.

Вақте ки керамикаи карбиди кремний ҳамчун маводи асосии интиқолдиҳанда дар раванди истеҳсоли ҳуҷайраҳои фотоэлектрикӣ истифода мешавад, такяҳои киштӣ, қуттиҳои қаиқ, арматураҳои қубур ва дигар маҳсулоти истеҳсолшуда устувории хуби гармӣ доранд, дар ҳарорати баланд деформатсия намешаванд ва ифлоскунандаҳои зараровар надоранд. Онҳо метавонанд такяҳои қаиқҳои кварсиро, ки дар айни замон маъмулан истифода мешаванд, иваз кунанд, қуттиҳои киштӣ ва арматураҳои қубурро иваз кунанд ва бартариҳои назарраси хароҷот дошта бошанд. Табандаҳои киштии карбиди кремний аз карбиди кремний ҳамчун маводи асосӣ сохта шудаанд. Дар муқоиса бо такяҳои анъанавии қаиқҳои кварц, такяҳои қаиқҳои карбиди кремний устувории беҳтари гармӣ доранд ва метавонанд суботро дар муҳити ҳарорати баланд нигоҳ доранд. Дастгоҳҳои қаиқҳои карбиди кремний дар муҳити ҳарорати баланд хуб кор мекунанд ва аз гармӣ ба осонӣ таъсир намерасонанд ва деформатсия ё вайрон намешаванд. Онҳо барои равандҳои истеҳсолӣ мувофиқанд, ки табобати ҳарорати баландро талаб мекунанд, ки барои нигоҳ доштани устуворӣ ва пайвастагии раванди истеҳсолот мусоидат мекунанд.

Мӯҳлати хидмат: Мувофиқи таҳлили гузориши маълумот: Муҳлати хидматрасонии керамики карбиди кремний зиёда аз 3 маротиба аз такяҳои қаиқ, қуттиҳои қаиқ ва арматураҳои қубурӣ аз маводи кварц аст, ки басомади ивазкунии масолеҳи масрафиро хеле кам мекунад.