שפּאַרק פּלאַזמע סינטערינג פון באָר קאַרבייד: אַ רעוואָלוציאָנערער "שוואַרצער טעכנאָלאָגיע" דורכברוך אין טראַדיציאָנעלער סינטערינג.
אין דעם פעלד פון מאַטעריאַל וויסנשאַפֿט,באָר קאַרבייד (B4C), באקאנט אלס "שווארצער דיאמאנט" צוליב זיין הויכער הארטקייט, נידעריגער געדיכטקייט, טראָגן קעגנשטעל, און נעיטראָן אַבזאָרפּשאַן קאַפּאַציטעט, ווערט ברייט גענוצט אין הויך-ענד פעלדער ווי קוילן-זיכער פאנצער, נוקלעאַרע אינדוסטריע, און לופטפארט. אבער, טראדיציאנעלע סינטערינג פּראָצעסן (ווי דרוקלאָז סינטערינג און הייס פּרעסינג סינטערינג) שטייען פאר טשאַלאַנדזשיז ווי הויכע סינטערינג טעמפּעראַטורן, לאַנגע סינטערינג צייטן, און גרינגע קערל קאָרסענינג, וואָס באַגרענעצט ווייטערדיקע פֿאַרבעסערונגען אין באָר קאַרבייד פאָרשטעלונג. אין די לעצטע יאָרן, איז ספּאַרק פּלאַזמע סינטערינג (SPS) טעכנאָלאָגיע, מיט זיין נידעריק טעמפּעראַטור, שנעל גיכקייט, און הויך עפעקטיווקייט, געוואָרן אַ הייס פאָרשונג געגנט פֿאַר באָר קאַרבייד, וואָס ענדערט די אַפּליקאַציע גרענעצן פון דעם סופּערהאַרט מאַטעריאַל.
I. SPS טעכנאָלאָגיע: אַ רעוואלוציאנערע נייע פּאַראַדיגם פֿאַר סינטערינג
SPS טעכנאָלאָגיע דערגרייכט שנעלע דענסיפיקאַציע פון באָר קאַרבייד דורך דעם סינערגיסטישן ווירקונג פון פּולסירטן קראַנט, מעכאַנישן דרוק און טערמישן פעלד. איר הויפּט פּרינציפּ ליגט אין:
פּלאַזמע אַקטיוואַציע: פּולסירטער קראַנט דזשענערירט מאָמענטאַנע הויך-טעמפּעראַטור פּלאַזמע אין די צווישן-פּאַרטיקל גאַפּס, אַוועקנעמענדיק ייבערפלאַך אָקסיידן און פּראָמאָטירנדיק אַטאָמישע דיפוזיע.
דזשול הייצונג און טעמפּעראַטור גראַדיענט: דער עלעקטרישער קראַנט דזשענערירט דזשול הייצונג דורך די גראַפיט פורעם, און די טעמפּעראַטור שטייגט שנעל (ביז 600 ℃/מינוט), פאָרמינג אַ טעמפּעראַטור גראַדיענט וואָס אַקסעלערייץ די דענסיפיקאַטיאָן און ינכיבאַץ קערל וווּקס.
עלעקטריש פעלד אַסיסטירטע דיפוזיע: דאָס עלעקטרישע פעלד פֿאַרנידעריקט די סינטערינג אַקטיוואַציע ענערגיע, וואָס ערמעגליכט באָר קאַרבייד צו דערגרייכן הויך געדיכטקייט (>95%) ביי 1700-2100 ℃, וואָס איז 300-500 ℃ נידעריקער ווי דער טראַדיציאָנעלער פּראָצעס.
קאַמפּערד מיט טראַדיציאָנעל סינטערינג, האט באָר קאַרבייד צוגעגרייט דורך SPS פיינערע גריינז (נאַנאָ צו מיקראָן וואָג) און העכערע מעכאַנישע אייגנשאַפטן. למשל, ביי 1600℃ און 300MPa הויך דרוק, ווערט די בראָך טאַפנאַס פון באָר קאַרבייד צוגעגרייט דורך SPS געוואקסן צו 5.56MPa・m¹/², און די דינאַמיש טאַפנאַס ווערט באַדייטנד פֿאַרבעסערט.
II. טעכנאלאגישער דורכברוך: דער שליסל שפרונג פון לאַבאָראַטאָריע צו אינדוסטריאַליזאַציע
1. פּאַראַמעטער אָפּטימיזאַציע און מיקראָסטרוקטור קאָנטראָל
טעמפּעראַטור און דרוק סינערגיע: פאָרשונג האט געפונען אַז ביי נידעריקע טעמפּעראַטורן (1700-2000℃), טיילכעל גרענעץ גליטשן פירט בפֿרט צו דענסיפיקאַציע, בשעת ביי הויכע טעמפּעראַטורן (>2000℃), דיסלאָקאַציע קלייַבן איז דאָמינאַנט. דורך פּינקטלעך קאָנטראָלירן די היץ קורס און דרוק, קען מען פּינקטלעך קאָנטראָלירן די קערל גרייס פֿון 4μm ביז די נאַנאָמעטער וואָג.
אינאָוואַטיווע אַפּליקאַציעס פון סינטערינג הילף: צולייגן אַדאַטיוון ווי אַל, סיק, און גראַפֿען קען ווייטער אָפּטימיזירן פאָרשטעלונג. למשל, B4C/SiC/אַל מולטיפֿאַזע קעראַמיקס מיט 1.5% גראַפֿען (GPLs) ווייַזן אַ 25.6% פאַרגרעסערונג אין בראָך טאַפנאַס און אַ 99% פאַרגרעסערונג אין בייגן שטאַרקייט.
2. איין-שריט פאַבריקאַציע פון פאַנגקשאַנאַלי גראַדעד מאַטעריאַלס
די נאַפּאָ מאַטעריאַלן מאַנשאַפֿט האָט דערגרייכט, צום ערשטן מאָל, איין-שריט סינטערינג פון B4C/Al פאַנגקשאַנאַל גראַדירטע מאַטעריאַלן ניצנדיק SPS טעכנאָלאָגיע. דאָס מאַטעריאַל דערגרייכט אַ גראַדיענט איבערגאַנג פון ריין B4C (האַרטקייט 32 GPa) צו ריין אַל (האַרטקייט 1 GPa), און האָט דערפאָלגרײַך סאַלווד די פּראָבלעמען פון גרויסע שמעלץ-פּונקט אונטערשיידן און גרינגע פאָרמירונג פון אומרײַנקייט פאַזעס אין טראַדיציאָנעלע פּראָצעסן, און צוגעשטעלט נײַע געדאַנקען פֿאַר קוילן-זיכערע פאנצער און הויך טערמישע קאַנדאַקטיוויטי קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן.
3. דורכברוך אין פאָרשטעלונג אין עקסטרעמע סביבות
אין דער נוקלעארער אינדוסטריע, דערגרייכן SPS-פארבערייטע B4C נעיטראן אבזארבערס א ריינקייט פון 99.9%, ווייזן אן אויסגעצייכנטע ראדיאציע קעגנשטאנד, און האבן אפפאל באזייטיגונג קאסטן וואס זענען נאר איין-פינפטל פון יענע פון טראדיציאנעלע קאדמיום-באזירטע מאטעריאלן. אין דער לופטפארט אינדוסטריע, רעדוצירן באראן קארבייד/אלומינום קאמפאזיט מאטעריאלן דאס וואג פון טורבאפען מאטאר לידינג-עדזש שוץ פלאטעס מיט 40% און פארבעסערן ברענשטאף עפעקטיווקייט מיט 2.3%.
III. אינדוסטריע אויסזיכטן: א נייער בלויער אקעאן אין א טריליאן-דאלאר מארקעט
1. אַפּליקאַציעס בליען אין אַלע פעלדער.
פארטיידיגונג און מיליטערישע אינדוסטריע: די אמעריקאנער מיליטער'ס אספרי טראנספארט פליגער ניצט B4C קאמפאזיט פאנצער, וואס רעדוצירט וואג מיט 40% און גיט שוץ העכער ווי טראדיציאנעלע שטאל פאנצער.
האַלבקאָנדוקטאָרן און עלעקטראָניק: באָראָן קאַרבייד וועיפער סטאַגע פלאַטנאַס ערראָר < 1μm, וואָס טרעפט די גאָר הויך פּינטלעכקייט רעקווייערמענץ פון EUV ליטאָגראַפֿיע מאשינען. Zhihe New Materials' נידעריק-טעמפּעראַטור סינטערינג טעכנאָלאָגיע ראַדוסירט די B4C סינטערינג טעמפּעראַטור צו 1950 ℃, וואָס טרייבט זיין אַפּלאַקיישאַן אין די האַלבקאָנדוקטאָר פּאַלישינג פּאַד פעלד.
נייע ענערגיע און סביבה שוץ: באָר קאַרבייד נאַזאַלז פאַרלענגערן די לעבן פון הויך-דרוק זאַנדבלאַסטינג ויסריכט פון 3 חדשים צו 2 יאָר, רידוסינג וישאַלט קאָס מיט 80%. זייער אַפּלאַקיישאַן אין יאָדער ענערגיע, זונ - סעלז, און אנדערע פעלדער איז אויך ראַפּאַדלי יקספּאַנדינג.
2. מאַרק גרייס און פּאָליטיק דיווידענדן
דער גלאָבאַלער באָר קאַרבייד מאַרק ווערט פּראָיעקטירט צו וואַקסן פון $180 מיליאָן אין 2025 צו $320 מיליאָן אין 2030, וואָס רעפּרעזענטירט אַ CAGR פון 9.5%. אַלס דער וועלטס גרעסטער פּראָדוצירער, כאַפּט כינע די אינדוסטריע'ס פירנדיקע פּאָזיציע דורך פּאָליטיק שטיצע און טעקנאַלאַדזשיקאַלע דורכברוכן.
ספּאַרק פּלאַזמע סינטערינג (SPCS) טעכנאָלאָגיע פירט באָר קאַרבייד מאַטעריאַלן פֿון לאַבאָראַטאָריע ביז אינדוסטריאַליזאַציע. איר העכערע פאָרשטעלונג אין כאַרדנאַס, טערמישע פעסטקייט און נעיטראָן אַבזאָרפּציע גיט דיסראַפּטיוו סאַלושאַנז פֿאַר פֿאַרטיידיקונג, ענערגיע און עלעקטראָניק. מיט טעקנאַלאַדזשיקאַל אַדוואַנסמאַנץ און פּאָליטיק שטיצע, וועט באָר קאַרבייד, דעם "שוואַרצן דיאַמאָנט", אַוודאי שייַנען אין נאָך מער אַפּלאַקיישאַנז, און ווערן איינער פֿון די שליסל מאַטעריאַלן וואָס טרייבן מענטשלעכע טעקנאַלאַדזשיקאַל פּראָגרעס.