I. Siliciumcarbidstruktur og egenskaber
Siliciumcarbid SiC indeholder silicium og kulstof. Det er en typisk polymorf forbindelse, hovedsageligt inklusive α-SiC (højtemperaturstabil type) og β-SiC (lavtemperaturstabil type). Der er mere end 200 polymorfer, blandt hvilke 3C-SiC af β-SiC og 2H-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC og 15R-SiC af α-SiC er mere repræsentative.
Figur SiC polymorf struktur Når temperaturen er under 1600 ℃, eksisterer SiC i form af β-SiC, som kan fremstilles af en simpel blanding af silicium og kulstof ved en temperatur på omkring 1450 ℃. Når den er højere end 1600 ℃, omdannes β-SiC langsomt til forskellige polymorfer af α-SiC. 4H-SiC er let at generere ved omkring 2000 ℃; 6H og 15R polytyper er nemme at generere ved høje temperaturer over 2100 ℃; 6H-SiC kan også forblive meget stabil ved temperaturer over 2200 ℃, så det er mere almindeligt i industrielle applikationer. Ren siliciumcarbid er en farveløs og gennemsigtig krystal. Industrielt siliciumcarbid er farveløst, lysegul, lysegrøn, mørkegrøn, lyseblå, mørkeblå og endda sort, hvor graden af gennemsigtighed falder igen. Slibeindustrien opdeler siliciumcarbid i to kategorier efter farve: sort siliciumcarbid og grøn siliciumcarbid. Farveløse til mørkegrønne klassificeres som grøn siliciumcarbid, og lyseblå til sorte klassificeres som sort siliciumcarbid. Både sort siliciumcarbid og grøn siliciumcarbid er α-SiC sekskantede krystaller. Generelt bruger siliciumcarbidkeramik grønt siliciumcarbidpulver som råmateriale.
2. Siliciumcarbid keramisk fremstillingsproces
Siliciumcarbidkeramisk materiale fremstilles ved at knuse, slibe og sortere siliciumcarbidråmaterialer for at opnå SiC-partikler med ensartet partikelstørrelsesfordeling, og derefter presse SiC-partiklerne, sintringsadditiver og midlertidige klæbemidler til et grønt emne og derefter sintring ved høj temperatur. Men på grund af de høje kovalente bindingsegenskaber for Si-C-bindinger (~ 88%) og lave diffusionskoefficient, er et af hovedproblemerne i fremstillingsprocessen vanskeligheden ved sintringsfortætning. Fremstillingsmetoderne for siliciumcarbidkeramik med høj densitet omfatter reaktionssintring, trykløs sintring, atmosfærisk tryksintring, varmpressende sintring, omkrystallisationssintring, varm isostatisk pressesintring, gnistplasmasintring osv.
Siliciumcarbidkeramik har imidlertid ulempen ved lav brudsejhed, det vil sige større skørhed. Af denne grund er der i de senere år dukket flerfasekeramik baseret på siliciumcarbidkeramik, såsom fiber (eller whisker) forstærkning, heterogen partikeldispersionsforstærkning og gradientfunktionelle materialer op efter hinanden, hvilket forbedrer sejheden og styrken af monomere materialer.
3. Anvendelse af siliciumcarbid keramik i solcelleområdet
Siliciumcarbidkeramik har fremragende korrosionsbestandighed, kan modstå erosion af kemiske stoffer, forlænge levetiden og frigiver ikke skadelige kemikalier, som opfylder miljøbeskyttelseskravene. Samtidig har siliciumcarbid bådstøtter også bedre omkostningsfordele. Selvom prisen på siliciumcarbidmaterialer i sig selv er relativt høj, kan deres holdbarhed og stabilitet reducere driftsomkostninger og udskiftningsfrekvens. I det lange løb har de højere økonomiske fordele og er blevet mainstream-produkterne på markedet for solcellebådstøtte.
Når siliciumcarbidkeramik bruges som nøglebærermaterialer i produktionsprocessen af solceller, har bådstøtterne, bådkasserne, rørfittings og andre fremstillede produkter god termisk stabilitet, deformeres ikke ved høje temperaturer og har ingen skadelige udfældede forurenende stoffer. De kan erstatte de i øjeblikket almindeligt anvendte kvartsbådstøtter, bådkasser og rørfittings og har betydelige omkostningsfordele. Siliciumcarbid bådstøtter er lavet af siliciumcarbid som hovedmateriale. Sammenlignet med traditionelle kvartsbådstøtter har siliciumcarbidbådstøtter bedre termisk stabilitet og kan opretholde stabilitet i miljøer med høj temperatur. Siliciumcarbid bådstøtter fungerer godt i miljøer med høje temperaturer og påvirkes ikke let af varme og deformeres eller beskadiges. De er velegnede til produktionsprocesser, der kræver højtemperaturbehandling, hvilket er befordrende for at opretholde stabiliteten og konsistensen af produktionsprocessen.
Levetid: Ifølge datarapportanalysen: Levetiden for siliciumkarbidkeramik er mere end 3 gange så lang som bådstøtter, bådkasser og rørfittings lavet af kvartsmaterialer, hvilket i høj grad reducerer hyppigheden af udskiftning af forbrugsstoffer.
Indlægstid: 21. oktober 2024