Силикон карбидын төхөөрөмжийн хуурцагууд как механик хуурцагуудад урсгалыг саархуулдаг вэ

Яагаад силикон карбидын төхөөрөмжийн хүрээлүүрүүд уутын газар нь хоолойн газар нь дуусгахад илүү үр дүнтэй вэ?

Дундаж хатуушин, дулаан дамжуулалт, химийн инертность нь углерод графит ба вольфрам карбидтой харьцуулж үлэмж сайн.

Нүүрний халхны хувьд силицийн карбид нь ихэнх өрсөлдөгчдийг ялахад гурван үндсэн шинж чанартай холбоотой. Нэгдүгээрт, 2500-2800 ХВ-ийн хатуутай. Хоёрдугаарт, 120-200 Вт/мК-ийн хэмжээнд дулааныг маш сайн дамжуулдаг. Гуравдугаарт, энэ нь химийн бодистой огтхон ч харьцаагүй. Энэ нь даралт ихсэх үед дугуйны хэлбэр өөрчлөгдөхгүй байхын тулд хамтран ажилладаг. Үүнээс гадна, энэ нь нүүрсний графитээс 3 дахин хурдан сүрдлээс үүсэх дулаанг устгадаг. Мөн энэ материал нь 1-14 хүртэлх pH-ийн түвшинд ч халдвар авдаг. Тунгрэмийн карбид нь кобальтын холбогч нь хүчилтэй нөхцөлд зайлах хандлагатай тул асуудалтай байдаг. Цахилгаан нь 400 градус хүрэхэд нүүрстөрөгч графит ч маш сайн биш. Силицийн карбид нь цаг хугацааны явцад эвдэрэхгүйгээр хэмжээгээр тогтвортой байдаг. Энэ тогтвортой байдлын ачаар, хатуу үед ч гэсэн хатуугаар нь холбогдож байдаг. Энэ нь тоног төхөөрөмжүүдээс цацрагдах газрууд бага байдаг гэсэн үг юм.

Дулааны эргэлтийн дэргэд микро бүтцийн тогтвортой байдал: тогтмол хатуулахын тулд 0,1 мкм-ийн доод талбайны давхар байдлыг хадгалах

Силицийн карбидын ковалент холболт нь температур хурдацтай өсч, 300 градус хүртэл өсөхөд жимс жимсний хязгаарны хөдөлгөөнд тэсвэртэй байдаг. Энэ нь 0.1 микрометр доторх талбайг давхар байлгахад тусалдаг. Энэ нь нарийвчлалтай эд ангиудад маш чухал юм. 2023 онд ASME PVP стандартын дагуу хийсэн туршилтууд бас сонирхолтой зүйл илрүүлсэн. Силицийн карбид нь 5000 дулаан эргэлт хийсний дараа минутын 0.005 мл-ээс бага хэмжээнд урсалт хяналтад авч үлдээжээ. Гэхдээ бусад материалууд тийм ч сайн байгаагүй. Тунгрэмийн карбид нь 1200 орчим давтамж хийсний дараа л салгаж эхэлдэг. Учир нь халуундоох үед янз бүрийн хэсгүүд янз бүрийн хурдтай өргөжиж байдаг. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам нүүрстөрөгч графит нь 15 микрометр хүртэл алдагддаг байсан. Силикийн карбидыг онцгой болгодог зүйл нь үйл ажиллагааны үеэр ямар ч үе шатны өөрчлөлтийг дагаад байдаггүй. Энэ нь ямар ч гэнэтийн хэмжээний өөрчлөлт байхгүй гэсэн үг бөгөөд ингэснээр гидродинамик кинонууд тогтвортой байдаг. Үр дүнд нь юу болсон бэ? Бодит нөлөөгүй урсгалтай, салбарт ашигладаг бусад материалуудаас илүү удаан үргэлжилдэг.

Силицийн карбидын давхарганы давхаргын гадаргууны инженерчлэл

Хэт нягт (Ra ≤ 0.02 мкм) төгсгөл нь тогтвортой гидродинамик усан ширээ үүсгэх боломжийг олгодог

Хэрэв гадаргуу 0.02 микрометрээс доош (Ra) бол энэ нь молекулын түвшинд тэгш байдлыг бий болгодог. Энэ нь урсалыг үр дүнтэй хянахэд маш чухал юм. Энэ нано хэмжээний нягт байдал дээр даралт бүхий усыг цогцолборын гадаргуу дээр тогтмол гидродинамик кино үүсгэж болно. Энэ кино нь буфер мэт үйл ажиллагаа явуулдаг тул мөд нь шууд бие биедээ хүрэхгүй, гэхдээ тэдгээрийн мөдлийн шинж чанарыг хадгалдаг. Аж үйлдвэрийн насосын туршилтаас харахад эдгээр хэт тайван дуусгалууд нь нэг хавтгайд 1500 фунт хүртэл давхардсан ч цагийн 0.01 мл-ээс бага дутагдалтай байдаг. Товчхон далджуулалтын үйл явц нь гадаргуудын жижигхэн оргил, нурууг арилгадаг. Энэ нь бодисын давхаргыг хамааралтай газарт тэгш хувааж, цаг хугацаа өнгөрөх тусам үржихүй нь урсаж эхэлдэг хатуу цэг үүсэхээс сэргийлдэг.

Бүрхүүл хоорондын үрэлдүүлэх коэффициент бага (µ ≤ 0.15–0.2), үрэлдүүлэх хавсаргүй үүрдүүлэх төлөвийг хадгалж, үрэлдүүлэх үүрдүүлэх урсгалын алдагдалд хамгийн бага хувь нэмнэ

Силицийн карбидын байгалийн хувьд бага сүрдлийн коефициент нь эргэлт эхэлснээр бараг шууд гидродинамик өргөлтгvй болж, давхрын хүч механикийн хүчинд нөлөөлж байгаа 2-5 микрометрийн хооронд тогтвортой салгалын зайг бий болгож, хадгалдаг. Үйл ажиллагааны үеэр шууд холбогдоогүй тул, ихэвчлэн хатуужуулалтын гадаргуудыг гэмтгэдэг хатуужуулалтын эд өлгийн хэсгүүд үүсэхгүй. Туршилтаар уламжлалт материалынхтай харьцуулахад энэ нь хатуужилтын үржилтийг дөрөвний гуравтай бууруулж чадна гэсэн үг. Энэ нь засвар үйлчилгээ шаардлагатай болохын өмнө 25 мянган цагаас илүү хугацааг шаарддаггүй гэсэн үг юм. Энэ нь онцгой ач холбогдолтой нь эргэлтийн машин механизмд 10 орчим удаашралтын 9 асуудалтай холбоотой микро цонхны бүтэц үүсдэггүй. Энэ нь янз бүрийн температур, даралтын нөхцөлд бодит ертөнцөд юу болохыг дуурайсан нөхцөлд хэдэн зуун жинхэнэ эхлэх зогсоох циклд батлагдсан.

Үйл ажиллагаа, найдвартай байдлыг тэнцвэржүүлэх: Силицийн карбидын цогцолборцооны халханд эвдэрлийн зальтыг шийдэх

Өндөр хатууралтай үед: хатуурах хүчдэлийн мэдрэмж, хатуурах эсвэл түр зуурын нөхцөлд бууруулах стратеги

Силицийн карбид нь 2500-2800 HV-ийн хооронд хатууралтай байдаг тул эд зүйл хэвийн явахад ихээхэн тэсвэртэй байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ материал алдаатай. Түүний эвдрэлтэй шинж чанар нь гэнэтийн цохилт эсвэл хумсалтнаас үүдэлтэй гэмтэлд өртөхөд өртөхөд хүргэдэг бөгөөд ялангуяа шатахууны эхлэл, ихэвчлэн клапанны үйл ажиллагаа эсвэл шоргооллыг барьж байх үед онцгой анхаарал татах болно. Эдгээр дарамтанд өртөхөд жижигхэн хагаралт нь кристаллын бүтцэд хурдан тархдаг бөгөөд энэ нь цаг хугацааны явцад мөргөлдөх боломжийг алдаж чадна. Дараа нь тулгамдсан асуудал нь үр дүнг найдвартай байдлын талаарх санаачлагыг тэнцүүлэх явдал болж, энэ салбарын мэргэжилтнүүд гурван үндсэн арга барилыг ашиглаж шийдвэрлэх юм:

1. Материалын инженер хагаралын энергийг шингээж, тархалтыг зогсоож буй хоёрдич хафазыг агуулж, силикон нитрид-төвшигдсөн SiC гэх мэт хатуу силикон карбидын ангиудыг ашиглан;
2. Геометр оптимизацийн хүртэмүүр ирмүүрүүд болон хяналт доторх гадаргуугийн муруйлтыг хэрэглэн чухал угаац зонд орших хүчний төвлөрлийг дахин тарааж;
3. Системийн интеграци силикон карбидын цагааныг сургуульд хөдөлгөөнт хоёрдич угаац ба хөдөлгөөнийг дамжуулж буй хөдөлгөөн дарангуйлагч хөдөлгөөн механизмтой хослуулж, түүнийг гадаад хүчнүүрүүдээс тусгаарлан. Дээрх арга хэмжээс нь хамтран, угаац үүрдүүлэх үйлдлийн үр дүнг хадгалж, хүнд нөхцөлд, динамик ажиллах үед үйлдлийн хугацааг уртасгаж—силикон карбидын давуу талуудыг бүтнээр нь хэрэглэж, ямар нэгэн хориглохгүйн хамт хангаж.