Liczba wyświetleń:0 Autor:Edytuj tę stronę Wysłany: 2023-05-04 Źródło:中国粉体网
Słoneczne ogniwa polikrystaliczne z krzemu są najpowszechniej stosowanym i najbardziej dojrzałym produktem w technologii ogniw słonecznych.Jednakże w procesie topienia wlewka polikrzemowego pojemnik zawierający polikrzem jest bardzo wymagający.Jako materiał ogniotrwały, który jest odporny na zmiany temperatury, ceramika ze stopionego kwarcu jest uważana za idealny pojemnik zawierający wlewki polikrzemowe.
Ceramika kwarcowa topiona jest wytwarzana ze szkła kwarcowego lub topionego kwarcu jako surowca, produkty przygotowane przez mielenie, formowanie, spiekanie i inne procesy to nowy rodzaj materiałów kwarcowych o wysokiej czystości i odpornych na wysoką temperaturę, znanych również jako produkty ze spiekanego kwarcu topionego, kwarcu ceramika szklana.
W porównaniu ze szkłem kwarcowym, ceramikę kwarcową można uznać za kompleksowe ulepszenie szkła kwarcowego.Doskonałe właściwości topionej ceramiki kwarcowej znajdują odzwierciedlenie głównie w następujących aspektach:
(1) Doskonała odporność na korozję, z wyjątkiem gorącego stężonego kwasu fosforowego i kwasu fluorowodorowego o temperaturze 300 ℃, który prawie nie reaguje z innymi kwasami i zasadami.
(2) Dobra odporność na szok termiczny, próbki w temperaturze 25 ℃ -1100 ℃ szoku termicznego więcej niż 30 razy nie powodują mikropęknięć ani odprysków powierzchniowych.
(3) współczynnik rozszerzalności cieplnej jest niski, temperatura wynosi 0℃-800 ℃, współczynnik rozszerzalności cieplnej wynosi tylko 0,54X10-6/℃, dlatego też, gdy w tej sekcji temperatury stosowana jest topiona ceramika kwarcowa, objętość zmiana jest niewielka, odporność na szok termiczny jest dobra, dzięki czemu topiona ceramika kwarcowa pokonuje trudne warunki użytkowania.
(4) topiona ceramika kwarcowa ma niską przewodność cieplną, stałą dielektryczną i stratę dielektryczną, przewodność cieplna wynosi 2,09 W/mK, stała dielektryczna wynosi 3,1-3,8, strata dielektryczna wynosi 4X10-4.
(5) Dobra izolacja, rezystancja w temperaturze pokojowej 1015 Ω.
(6) Wytrzymałość na zginanie topionej ceramiki kwarcowej wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.Wytrzymałość na zginanie przy 1000 ℃ jest o 30% -60% wyższa niż w temperaturze pokojowej.Dzieje się tak, ponieważ szybkość migracji atomów w topionej ceramice kwarcowej zwiększa się w wysokiej temperaturze, co powoduje, że część wierzchołka pęknięcia staje się matowa, zwiększając w ten sposób wytrzymałość na zginanie.
W latach sześćdziesiątych XX wieku w Georgia Institute of Technology w Stanach Zjednoczonych po raz pierwszy opracowano ceramikę z topionego kwarcu.Jego doskonałe właściwości sprawiają, że jest dość popularny w krajach rozwiniętych, jest szybko promowany i wprowadzany do użytku w rozwiniętych miastach przemysłowych Stanów Zjednoczonych, Japonii, Francji i innych krajach.Nasz kraj również zaczął być wprowadzany do produkcji i użytku w 1972 roku.
Wiodącymi krajami na świecie w technologii przetwarzania stopionego kwarcu są Stany Zjednoczone, Niemcy, Japonia i Rosja, ale wszystkie one wdrażają blokadę technologiczną w naszym kraju, ograniczonym w kraju technologią oczyszczania i kosztami, produkcja na dużą skalę zawartości SiO2 w stopionym kwarcu nie była w stanie zapewnić przełamać 99,99%, w obliczu niskiej wartości dodanej produktów, wysokiego zużycia energii, znaczących problemów środowiskowych, poważnego marnowania zasobów i innych problemów.
Obecnie metody przygotowania topionej ceramiki kwarcowej obejmują głównie formowanie wtryskowe żelu, formowanie fugowe, formowanie poprzez prasowanie izostatyczne, formowanie ciśnieniowe na gorąco, wśród których formowanie wtryskowe żelu jest jedną z powszechnie stosowanych metod w Chinach.
4.1 Formowanie fugowe
Formowanie metodą fugowania to proces produkcyjny, podczas którego materiały umieszcza się w roztworze kilku rozpuszczalnych w wodzie substancji organicznych, równomiernie miesza i formuje w zawiesinę, a następnie wtryskuje do porowatej formy (zwykle formy gipsowej).Siła kapilarna porowatej formy i funkcja absorpcji wody przez gips są wykorzystywane do pochłaniania wilgoci zawartej w zawiesinie i powodowania jej formowania.
Proces przygotowania topionej ceramiki kwarcowej poprzez fugowanie jest prosty, koszt niewielki i nadaje się do przygotowania wyrobów o skomplikowanych kształtach.Jednakże istnieją pewne problemy, takie jak długi czas formowania i słaba jednorodność kęsa.
4.2 Formowanie wtryskowe
Formowanie wtryskowe polega na dodaniu proszku ceramicznego i rozpuszczalnika do określonego rodzaju i funkcji nośnika organicznego, równomiernym ogrzewaniu wymieszanego za pomocą sprzętu w celu wykorzystania bardzo dużej prędkości do formy, aby umożliwić naturalne formowanie próbki, a na koniec materię organiczną w ciała kęsa za pomocą bardziej złożonej metody chemiczno-fizycznej, aby się go pozbyć.
Formowanie wtryskowe może być produkcją i automatyzacją na dużą skalę, ale próbka łatwo wytwarza defekty, wskaźnik powodzenia produktu jest niski, a spoiwo organiczne w procesie formowania wtryskowego przykleja się do formy i jest szczególnie trudne do usunięcia .
4.3 Rodzaj wtrysku kondensatu
Układ żelowy wprowadza się do zawiesiny stopionego kwarcu, tworząc trójwymiarową strukturę sieciową, dzięki czemu cząstki ceramiczne można utwardzać na miejscu, tworząc półfabrykat.Utwardzanie in situ polega na utrzymywaniu cząstek w pierwotnym położeniu zawiesiny, w oparciu o siłę między cząstkami a układem żelowym, tak aby zawiesina przeszła z cieczy w ciało stałe i uzyskała konsystencję.
Formowanie wtryskowe jest rodzajem procesu formowania podobnym do formowania fugowego i formowania wtryskowego.W porównaniu z formowaniem do fugowania, produkty przygotowane przez formowanie wtryskowe są bardziej jednolite wewnątrz, mają większą precyzję i są formowane w pobliżu wielkości netto.W porównaniu z formowaniem wtryskowym, formowanie wtryskowe ma więcej zalet.Formowanie wtryskowe nie wymaga drogich form, wymaga jedynie niewielkiej ilości materii organicznej i może być stosowane jako medium wodne do zautomatyzowanej produkcji.
4.4 Odlewanie na gorąco
Odlewanie ciśnieniowe na gorąco polega na wykorzystaniu właściwości reologicznych materii organicznej (głównie parafiny) w wysokiej temperaturze w celu wlania zawiesiny do formy wykonanej z parafiny.Ogólnie rzecz biorąc, ogrzewanie powoduje, że zawiesina przechodzi w stan stopiony.Po schłodzeniu umieszcza się go w metalowej formie w celu zestalenia w pusty korpus.
Operacja formowania na gorąco metodą odlewania ciśnieniowego jest prosta, czas formowania jest krótki, produkty formujące w zasadzie nie wymagają obróbki końcowej, produkty spiekania mają dobrą gęstość.W oparciu o powyższe zalety szeroko stosowane jest odlewanie na gorąco.
Ale proces odlewania na gorąco jest złożony, wymaga dużego zużycia energii, koszt jest stosunkowo wysoki, a ilość parafiny i środka powierzchniowo czynnego (kwasu oleinowego, kwasu stearynowego) również wpłynie na płynność stopionego kwarcu i wytrzymałość kęsa, a następnie wpływać na proces formowania.
Topiona ceramika kwarcowa ma dużą odporność na korozję, wysoką odporność na szok termiczny, niską przewodność cieplną i doskonałe właściwości użytkowe, jako materiały konstrukcyjne i materiały funkcjonalne stosowane w przemyśle szklarskim, przemyśle metalurgicznym, przemyśle lotniczym, przemyśle polikrzemowym, przemyśle elektronicznym i wielu innych dziedzinach.
5.1 Przemysł szklarski
W przemyśle szklarskim, ze względu na dobrą stabilność termiczną wyrobów ceramicznych z topionego kwarcu, stosuje się go jako wałek ceramiczny ze stopionego kwarcu, dyszę powietrzną, ceramiczny wewnętrzny kubek do nalewania, cegłę baranową w szkle float itp.
5.2 Przemysł metalurgiczny
W przemyśle metalurgicznym, ze względu na wysoką wytrzymałość, małą rozszerzalność cieplną, dobrą odporność na szok termiczny i inne doskonałe właściwości, ceramika ze stopionego kwarcu jest stosowana jako rura wznośna ze stopionego kwarcu, dysza ze stopionego kwarcu itp.
5.3 Przemysł lotniczy
W przemyśle lotniczym wyroby ceramiczne z topionego kwarcu są stosowane jako osłony radarów rakietowych i spełniają wymagania dotyczące kształtu i wytrzymałości rakiety ze względu na niskie straty i niewielkie zniekształcenia podczas transmisji fal radarowych.
5.4 Przemysł polikrzemu
W przemyśle polikrzemowym tygiel ceramiczny z topionego kwarcu jest niezbędnym elementem do przygotowania wlewków polikrzemu słonecznego.Ponieważ skład tygla ceramicznego ze stopionego kwarcu jest podobny do składu polikrzemu, ma on mały współczynnik rozszerzalności cieplnej, dobrą odporność na szok termiczny oraz wysoką gęstość objętościową i wytrzymałość na zginanie.Jednocześnie tygiel jest materiałem jednorazowego użytku w procesie przygotowania wlewków polikrzemowych, a produkty ceramiczne ze stopionego kwarcu mogą również zaoszczędzić wiele kosztów.
5.5 Przemysł elektrotechniczny
W przemyśle elektrycznym ceramika z topionego kwarcu ze względu na wysokie napięcie przebicia, niską stałą dielektryczną, niskie straty Wartość stycznej kąta, dobrą stabilność na szok termiczny i inne zalety, produkty ceramiczne z topionego kwarcu są szeroko stosowane jako osłona izolacyjna pomieszczenia wyładowczego, grzejnik odwracający, elementy komory wyładowczej lasera gazowego.
