سلیکن کاربائیڈ سیرامک ​​ٹیکنالوجی اور فوٹو وولٹک فیلڈ میں اس کا اطلاق

I. سلکان کاربائیڈ کی ساخت اور خصوصیات

سلکان کاربائیڈ SiC میں سلکان اور کاربن ہوتا ہے۔ یہ ایک عام پولیمورفک مرکب ہے، جس میں بنیادی طور پر α-SiC (اعلی درجہ حرارت کی مستحکم قسم) اور β-SiC (کم درجہ حرارت کی مستحکم قسم) شامل ہیں۔ 200 سے زیادہ پولیمورف ہیں، جن میں β-SiC کے 3C-SiC اور 2H-SiC، 4H-SiC، 6H-SiC، اور α-SiC کے 15R-SiC زیادہ نمائندہ ہیں۔

پیکر SiC پولیمورف ڈھانچہ جب درجہ حرارت 1600℃ سے کم ہوتا ہے، SiC β-SiC کی شکل میں موجود ہوتا ہے، جو تقریباً 1450℃ کے درجہ حرارت پر سلکان اور کاربن کے سادہ مرکب سے بنایا جا سکتا ہے۔ جب یہ 1600℃ سے زیادہ ہوتا ہے، β-SiC آہستہ آہستہ α-SiC کے مختلف پولیمورف میں تبدیل ہوتا ہے۔ 4H-SiC تقریباً 2000℃ پر پیدا کرنا آسان ہے۔ 6H اور 15R پولی ٹائپس 2100℃ سے زیادہ اعلی درجہ حرارت پر پیدا کرنا آسان ہیں۔ 6H-SiC 2200 ℃ سے زیادہ درجہ حرارت پر بھی بہت مستحکم رہ سکتا ہے، لہذا یہ صنعتی ایپلی کیشنز میں زیادہ عام ہے۔ خالص سلکان کاربائیڈ ایک بے رنگ اور شفاف کرسٹل ہے۔ صنعتی سلکان کاربائیڈ بے رنگ، ہلکا پیلا، ہلکا سبز، گہرا سبز، ہلکا نیلا، گہرا نیلا اور یہاں تک کہ سیاہ ہے، جس کے بدلے شفافیت کی ڈگری میں کمی واقع ہوتی ہے۔ کھرچنے والی صنعت سلکان کاربائیڈ کو رنگ کے مطابق دو قسموں میں تقسیم کرتی ہے: سیاہ سلکان کاربائیڈ اور سبز سلکان کاربائیڈ۔ بے رنگ سے گہرے سبز کو سبز سلکان کاربائیڈ کے طور پر درجہ بندی کیا جاتا ہے، اور ہلکے نیلے سے سیاہ کو سیاہ سلکان کاربائیڈ کے طور پر درجہ بندی کیا جاتا ہے۔ سیاہ سلکان کاربائیڈ اور سبز سلکان کاربائیڈ دونوں α-SiC ہیکساگونل کرسٹل ہیں۔ عام طور پر، سلکان کاربائیڈ سیرامکس سبز سلکان کاربائیڈ پاؤڈر کو خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہیں۔

2. سلکان کاربائیڈ سیرامک ​​کی تیاری کا عمل

سلیکن کاربائیڈ سیرامک ​​میٹریل سلکان کاربائیڈ کے خام مال کو کچل کر، پیس کر اور گریڈنگ کر کے SiC ذرات کو یکساں ذرہ سائز کی تقسیم کے ساتھ حاصل کر کے بنایا جاتا ہے، اور پھر SiC ذرات کو دبا کر، ایڈیٹیو اور عارضی چپکنے والی چیزوں کو سبز خالی میں ڈال کر، اور پھر اعلی درجہ حرارت پر سنٹرنگ کر کے بنایا جاتا ہے۔ تاہم، Si-C بانڈز کی اعلی ہم آہنگی بانڈ کی خصوصیات (~ 88%) اور کم ڈفیوژن گتانک کی وجہ سے، تیاری کے عمل میں ایک اہم مسئلہ sintering densification کی دشواری ہے۔ ہائی ڈینسٹی سلکان کاربائیڈ سیرامکس کی تیاری کے طریقوں میں ری ایکشن سنٹرنگ، پریشر لیس سنٹرنگ، ایٹموسفیرک پریشر سنٹرنگ، ہاٹ پریسنگ سنٹرنگ، ری کرسٹلائزیشن سنٹرنگ، ہاٹ آئسوسٹیٹک پریسنگ سنٹرنگ، اسپارک پلازما سنٹرنگ وغیرہ شامل ہیں۔

تاہم، سلیکن کاربائیڈ سیرامکس میں فریکچر کی کم سختی، یعنی زیادہ ٹوٹ پھوٹ کا نقصان ہے۔ اس وجہ سے، حالیہ برسوں میں، سلکان کاربائیڈ سیرامکس پر مبنی ملٹی فیز سیرامکس، جیسے فائبر (یا سرگوشی) کو تقویت، متفاوت ذرہ بازی کو مضبوط بنانے اور تدریجی فنکشنل مواد یکے بعد دیگرے نمودار ہوئے ہیں، جس سے مونومر مواد کی سختی اور طاقت میں بہتری آئی ہے۔

3. فوٹو وولٹک فیلڈ میں سلکان کاربائیڈ سیرامکس کا اطلاق

سلیکون کاربائیڈ سیرامکس بہترین سنکنرن مزاحمت رکھتے ہیں، کیمیائی مادوں کے کٹاؤ کے خلاف مزاحمت کر سکتے ہیں، سروس کی زندگی کو بڑھا سکتے ہیں، اور نقصان دہ کیمیکلز نہیں چھوڑیں گے، جو ماحولیاتی تحفظ کی ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، سلکان کاربائیڈ کشتی کی حمایت بھی بہتر لاگت کے فوائد ہیں ۔ اگرچہ سلکان کاربائیڈ مواد کی قیمت خود نسبتاً زیادہ ہے، لیکن ان کی پائیداری اور استحکام آپریٹنگ اخراجات اور متبادل تعدد کو کم کر سکتا ہے۔ طویل عرصے میں، ان کے اقتصادی فوائد زیادہ ہیں اور فوٹو وولٹک بوٹ سپورٹ مارکیٹ میں مرکزی دھارے کی مصنوعات بن چکے ہیں۔

جب سلکان کاربائیڈ سیرامکس کو فوٹو وولٹک سیلز کی تیاری کے عمل میں کلیدی کیریئر میٹریل کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو بوٹ سپورٹ، بوٹ بکس، پائپ فٹنگز اور تیار کردہ دیگر مصنوعات اچھی تھرمل استحکام رکھتی ہیں، زیادہ درجہ حرارت پر درست نہیں ہوتیں، اور ان میں کوئی نقصان دہ تیز آلودگی نہیں ہوتی ہے۔ وہ فی الحال عام طور پر استعمال ہونے والے کوارٹج بوٹ سپورٹ، بوٹ بکس، اور پائپ فٹنگز کو تبدیل کر سکتے ہیں، اور قیمت کے اہم فوائد حاصل کر سکتے ہیں۔ سلیکن کاربائیڈ بوٹ سپورٹ سلیکن کاربائیڈ سے بنی ہیں بطور اہم مواد۔ روایتی کوارٹج بوٹ سپورٹ کے مقابلے میں، سلکان کاربائیڈ بوٹ سپورٹ میں تھرمل استحکام بہتر ہوتا ہے اور وہ اعلی درجہ حرارت والے ماحول میں استحکام برقرار رکھ سکتے ہیں۔ سلیکن کاربائیڈ بوٹ سپورٹ اعلی درجہ حرارت کے ماحول میں اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہے اور گرمی سے آسانی سے متاثر نہیں ہوتی اور خراب یا خراب ہوتی ہے۔ وہ پیداواری عمل کے لیے موزوں ہیں جن کے لیے اعلی درجہ حرارت کے علاج کی ضرورت ہوتی ہے، جو پیداواری عمل کے استحکام اور مستقل مزاجی کو برقرار رکھنے کے لیے موزوں ہے۔

سروس لائف: ڈیٹا رپورٹ کے تجزیے کے مطابق: سلکان کاربائیڈ سیرامکس کی سروس لائف بوٹ سپورٹ، بوٹ بکس اور کوارٹج میٹریل سے بنی پائپ فٹنگز سے 3 گنا زیادہ ہے، جو استعمال کی اشیاء کی تبدیلی کی فریکوئنسی کو بہت کم کرتی ہے۔