2. Mchakato wa Majaribio
2.1 Uponyaji wa Filamu ya Wambiso
Ilionekana kuwa moja kwa moja kuunda filamu ya kaboni au kuunganisha na karatasi ya grafitiKaki za SiCiliyofunikwa na wambiso ilisababisha maswala kadhaa:
1. Chini ya hali ya utupu, filamu ya wambiso imewashwaKaki za SiCilikuza mwonekano wa mizani kwa sababu ya kutolewa kwa hewa kwa kiasi kikubwa, na kusababisha porosity ya uso. Hii ilizuia tabaka za wambiso zisishikane vizuri baada ya ukaa.
2. Wakati wa kuunganisha,kakilazima kuwekwa kwenye karatasi ya grafiti kwa kwenda moja. Uwekaji upya ukitokea, shinikizo lisilosawazisha linaweza kupunguza mshikamano wa wambiso, na kuathiri vibaya ubora wa kuunganisha.
3. Katika shughuli za utupu, kutolewa kwa hewa kutoka kwa safu ya wambiso kunasababisha peeling na uundaji wa voids nyingi ndani ya filamu ya wambiso, na kusababisha kasoro za kuunganisha. Ili kushughulikia masuala haya, kabla ya kukausha wambiso kwenyeya kakikuunganisha uso kwa kutumia sahani moto baada ya spin-mipako inapendekezwa.
2.2 Mchakato wa Uzalishaji wa Kaboni
Mchakato wa kuunda filamu ya kaboni kwenyekaki ya mbegu ya SiCna kuifunga kwa karatasi ya grafiti inahitaji carbonization ya safu ya wambiso kwenye joto maalum ili kuhakikisha kuunganisha kwa nguvu. Carbonization isiyo kamili ya safu ya wambiso inaweza kusababisha mtengano wake wakati wa ukuaji, ikitoa uchafu unaoathiri ubora wa ukuaji wa fuwele. Kwa hivyo, kuhakikisha uwekaji kaboni kamili wa safu ya wambiso ni muhimu kwa kuunganisha kwa juu-wiani. Utafiti huu unachunguza athari za halijoto kwenye ukaa wa wambiso. Safu ya sare ya photoresist ilitumika kwakakiuso na kuwekwa kwenye tanuru ya bomba chini ya utupu (<10 Pa). Halijoto ilipandishwa hadi viwango vilivyowekwa mapema (400℃, 500℃, na 600℃) na kudumishwa kwa saa 3-5 ili kufikia ukaa.
Majaribio yameonyeshwa:
Saa 400 ℃, baada ya masaa 3, filamu ya wambiso haikukaa na ilionekana kuwa nyekundu nyeusi; hakuna mabadiliko makubwa yaliyozingatiwa baada ya masaa 4.
Saa 500 ℃, baada ya saa 3, filamu iligeuka kuwa nyeusi lakini bado inasambaza mwanga; hakuna mabadiliko makubwa baada ya masaa 4.
Saa 600℃, baada ya saa 3, filamu iligeuka kuwa nyeusi bila upitishaji wa mwanga, ikionyesha ukaa kamili.
Kwa hivyo, joto linalofaa la kuunganisha linahitaji kuwa ≥600℃.
2.3 Mchakato wa Maombi ya Kushikamana
Usawa wa filamu ya wambiso ni kiashiria muhimu cha kutathmini mchakato wa maombi ya wambiso na kuhakikisha safu ya kuunganisha sare. Sehemu hii inachunguza kasi bora zaidi ya mzunguko na wakati wa kupaka kwa unene tofauti wa filamu za wambiso. Usawa
u wa unene wa filamu hufafanuliwa kama uwiano wa unene wa chini wa filamu Lmin hadi unene wa juu wa filamu Lmax juu ya eneo muhimu. Pointi tano kwenye kaki zilichaguliwa ili kupima unene wa filamu, na usawa ulihesabiwa. Kielelezo cha 4 kinaonyesha pointi za kipimo.
Kwa uunganishaji wa msongamano wa juu kati ya kaki ya SiC na vijenzi vya grafiti, unene wa filamu ya wambiso unaopendekezwa ni 1-5 µm. Unene wa filamu wa 2 µm ulichaguliwa, unaotumika kwa utayarishaji wa filamu ya kaboni na michakato ya kuunganisha karatasi ya kaki/graphite. Vigezo vyema vya mipako ya spin-coating kwa adhesive carbonizing ni 15 s saa 2500 r / min, na kwa adhesive bonding, 15 s saa 2000 r / min.
2.4 Mchakato wa Kuunganisha
Wakati wa kuunganishwa kwa kaki ya SiC kwa karatasi ya grafiti/graphite, ni muhimu kuondoa kabisa hewa na gesi za kikaboni zinazozalishwa wakati wa ukaa kutoka kwa safu ya kuunganisha. Uondoaji usio kamili wa gesi husababisha utupu, na kusababisha safu ya kuunganisha isiyo na mnene. Hewa na gesi za kikaboni zinaweza kuhamishwa kwa kutumia pampu ya mafuta ya mitambo. Awali, operesheni inayoendelea ya pampu ya mitambo inahakikisha chumba cha utupu kinafikia kikomo chake, kuruhusu uondoaji kamili wa hewa kutoka kwenye safu ya kuunganisha. Kupanda kwa kasi kwa joto kunaweza kuzuia uondoaji wa gesi kwa wakati wakati wa kaboni ya hali ya juu ya joto, na kutengeneza utupu katika safu ya kuunganisha. Sifa za wambiso zinaonyesha uondoaji mkubwa wa gesi kwa ≤120℃, ikitengemaa juu ya halijoto hii.
Shinikizo la nje linatumika wakati wa kuunganisha ili kuongeza wiani wa filamu ya wambiso, kuwezesha kufukuzwa kwa hewa na gesi za kikaboni, na kusababisha safu ya juu ya kuunganisha.
Kwa muhtasari, curve ya mchakato wa kuunganisha iliyoonyeshwa kwenye Kielelezo 5 ilitengenezwa. Chini ya shinikizo mahususi, halijoto hupandishwa hadi joto la nje (~120℃) na kushikiliwa hadi ukataji wa gesi ukamilike. Kisha, joto huongezeka hadi joto la kaboni, hudumishwa kwa muda unaohitajika, ikifuatiwa na baridi ya asili kwa joto la kawaida, kutolewa kwa shinikizo, na kuondolewa kwa kaki iliyounganishwa.
Kulingana na sehemu ya 2.2, filamu ya kunata inahitaji kuwekwa kaboni ifikapo 600℃ kwa zaidi ya saa 3. Kwa hivyo, katika curve ya mchakato wa kuunganisha, T2 imewekwa kwa 600 ℃ na T2 hadi 3 masaa. Thamani bora za mkunjo wa mchakato wa kuunganisha, zilizoamuliwa kupitia majaribio ya othogonal kusoma athari za shinikizo la kuunganisha, muda wa joto wa hatua ya kwanza t1, na wakati wa joto wa hatua ya pili T2 kwenye matokeo ya kuunganisha, zinaonyeshwa katika Jedwali la 2-4.
Matokeo yameonyeshwa:
Kwa shinikizo la kuunganisha la 5 kN, muda wa joto ulikuwa na athari ndogo kwenye kuunganisha.
Kwa kN 10, eneo la utupu katika safu ya kuunganisha ilipungua kwa joto la muda mrefu la hatua ya kwanza.
Katika 15 kN, kupanua inapokanzwa hatua ya kwanza kwa kiasi kikubwa kupunguza voids, hatimaye kuondoa yao.
Athari ya wakati wa kupokanzwa wa hatua ya pili kwenye kuunganisha haikuonekana katika majaribio ya othogonal. Kurekebisha shinikizo la kuunganisha kwa 15 kN na wakati wa joto wa hatua ya kwanza kwa dakika 90, nyakati za joto za hatua ya pili za 30, 60, na 90 dakika zote zilisababisha tabaka mnene zisizo na utupu, ikionyesha muda wa joto wa hatua ya pili. athari kidogo kwa kuunganisha.
Thamani zinazofaa kwa mkondo wa mchakato wa kuunganisha ni: shinikizo la kuunganisha 15 kN, wakati wa joto wa hatua ya kwanza dk 90, joto la hatua ya kwanza 120 ℃, wakati wa joto wa hatua ya pili dk 30, joto la hatua ya pili 600 ℃ na muda wa kushikilia wa hatua ya pili. Saa 3.
Muda wa kutuma: Juni-11-2024