Microbuder-ka Cagaaran ee Silicon Carbide: Xiddiga Soo Koraya ee Waxqabad Sare leh
Maanta, aan sii wadno dooddeenna ku saabsan ciyaaryahan kale oo awood leh oo ka tirsan qoyska dhibka badan—Microbudada carbide-ka ee silikoon cagaaranKuwa naga mid ah ee warshadaha ku jira si gaar ah ayay ugu yeeraan "Hulk," mana u maleynayaan in magacu uu yahay mid been abuur ah; awooddiisuna runtii waxay la jaan qaadaysaa cinwaankaas. Dhawaan waxaan si fiican uga wada hadalnay alumina cad oo la isku daray; waxay la mid tahay farshaxanle maxkamadeed oo taxaddar leh, oo soo saaraya shaqo qurux badan oo nadiif ah. Laakiin "Hulk" maanta waxay u egtahay jeneraal hormuud ah oo ku soo duulaya dagaalka, oo ku takhasusay dagaallada adag iyo wax ka qabashada caqabadaha ugu adag. Maxaa loogu yeeraa "xiddig soo kacaya"? Sababta koowaad waa "adagaanshaha."
Karbohaydraytka silikoon ee cagaaran wuxuu leeyahay adkaanta ugu sarreysa ee ka mid ah xoqidda caadiga ah, iyadoo adkaanta Mohs ay tahay 9.5, oo kaliya ka yar dheemanka. Ha dhayalsan farqigan 0.5 ee ka sarreeyaalumina cad oo la isku daray; marka la macaamilayo walxo aad u adag, waxay samaysaa farqi weyn. Agab cusub ayaa si joogto ah u soo baxaya: dhoobada silikoon carbide, nitride aluminium, galaas safayr ah, wafer silicon photovoltaic ah, carbide sibidh ah - mid walbana wuu ka adag yahay kii hore. Isticmaalka xoqidda caadiga ah waxay la mid tahay xoqidda dhagax bir ah - waa mid adag oo aan waxtar lahayn.
Laakiin marka la isticmaalo microbude silicon carbide oo cagaaran, waa sax. Cidhifyadeeda kala duwan, fiiqan waxay u dhaqmaan sida qalabka jarista dheemanka yar yar, iyagoo si hufan u "calalinaya" agabkan adag. Gaar ahaan warshadaha photovoltaic, oo jaraya ingots-ka silikoon ee monocrystalline iyo polycrystalline ee adag iyo kuwa jilicsan, waxaad arki doontaa in loo isticmaalo qayb weyn oo ka mid ah khadadka wax soo saarka. La'aanteed, kharashyada iyo hufnaanta wax soo saarka lama dhimi lahayn. Tani waa waxaad ugu yeerto "hal shay oo mid kale hoos u dhigaya."
Intaa waxaa dheer, conductivity-keeda kulaylka runtii waa mid aad u fiican.
Maaddadani lafteedu waa gudbiye kuleyl oo aad u fiican. Tani waa faa'iido weyn oo ku jirta hababka shiididda. Bal qiyaas, shiididda xawaaraha sare leh waxay isla markiiba dhalisaa kuleyl aad u badan. Haddii kulaylkani uusan faafin karin oo uu ku xayirmo gudaha qalabka shaqada, waa masiibo: dusha sare ee qalabka shaqada ayaa u nugul "gubasho" iyo dildilaac; qaybaha birta ah ayaa laga yaabaa inay daataan, iyagoo beddelaya adkaantooda; cabbirrada qaybaha saxda ahna waxay noqon karaan kuwo aan sax ahayn sababtoo ah ballaarinta kulaylka iyo isku-soo-ururinta.
Micropowder-ka silikoon-ka cagaaran wuxuu u shaqeeyaa sida "nidaam yar oo kuleyl kala-baxa ah", isagoo si dhakhso ah u qaadaya kulaylka aagga shiidi, isagoo si wax ku ool ah u yareynaya heerkulka aagga wax lagu farsameeyo. Tani waxay yareysaa dhaawaca soo gaara shaqada oo ay keento kulaylka, taasoo hubineysa tayada wax lagu farsameeyo. Tani waa astaamo lama huraan ah, gaar ahaan agabka iyo qaybaha aadka ugu nugul kulaylka.
Intaa waxaa dheer, hantideeda "is-afgaradka" waxay shaqada si joogto ah u ilaalisaa fiiqan.
Maqasyada wanaagsani maaha badeecad "hal mar ah"; waa inay sii jiraan.Walxaha carbide-ka ee silikoon cagaaranwaa adag yihiin oo way jilicsan yihiin, marka ay hoos u dhacaan xoogga shiididooda, walxaha qalloocan ayaa jabi doona, iyagoo soo bandhigaya geeso cusub oo fiiqan si ay u sii wadaan shaqada. Sifadan waxaa loo yaqaan "is-afeenta."
Tani waxay la mid tahay isticmaalka qalin farsamo; marka uu caajiso, waad mar kale riixaysaa, ka dibna qalin cusub ayaa soo baxaya si uu u sii wato sawirista. Taas macnaheedu waa in inta lagu jiro habaynta oo dhan, awooddiisa jarista ay sii ahaanayso mid cusub oo xoog leh, iyada oo aan waqti ka dib caajis noqon. Waxtarka habayntu waa mid deggan, tayada dusha sare ee shaqaduna waa mid isku mid ah, taasoo ka fogaanaysa xaalad ay tayadeedu ku soo hagaagto bilowga laakiin ay ka sii darto dambe. Tani waa mid muhiim u ah wax soo saarka casriga ah, baaxadda weyn, ee otomaatiga ah.
Aan kuu sheego sheeko dhab ah.
Sannadkii hore, warshad sameysa af-xidhka matoorka oo tayo sare leh ayaa ila soo xiriirtay. Af-xidhkoodu wuxuu ka samaysan yahay dhoobo gaar ah oo leh adkeysi aad u sarreeya. Isticmaalka af-xidhka caadiga ah ee farsamaynta waxay ahayd mid aad u liidata oo qaali ah, ama tayada dusha sare way liidatay, badanaa waxay muujinaysay dildilaacyo yaryar. Markii dambe, waxay isku dayeen inay isticmaalaan budada silikoon ee cagaaran si ay u shiidaan oo u nadiifiyaan, natiijooyinkuna waxay ahaayeen kuwo degdeg ah. Ma aha oo kaliya in hufnaanta ay korodhay 30-40%, laakiin tan ugu muhiimsan, iyadoo la adeegsanayo mikroskoob, lakabka burburka ee dusha sare ee shaqada ayaa ku dhowaad aan la arki karin, heerka wax-soo-saarkuna aad buu u kordheen. Madaxoodu markii dambe wuu ka cawday, "Waxay u muuqataa in shaqadu aysan adkeyn; kaliya ma aanan dooran qalabka saxda ah."
Waad aragtaa, taasi waa xoogga "Hulk" - dhinaca khibradda, waxay xallin kartaa dhibaatooyinka aysan kuwa kale awoodin.
Dabcan, "General-kan hormuudka ah" ma laha astaamo la'aan. In kasta oo ay adag tahay, haddana adkaysigiisu waa mid liita, taasoo ka dhigaysa mid aad u jilicsan. Sidaa darteed, marka la macaamilayo agabyo adag oo sare, sida biraha qaarkood, waxaa laga yaabaa inaysan si fiican u shaqeyn sida alumina cad oo isku dhafan. Intaa waxaa dheer, midabka cagaarka ah ee emerald wuxuu ka yimaadaa xaddi yar oo wasakh ah; hababka nadiifinta semiconductor-ka ee gaarka ah ee u baahan daahirnimo kiimiko oo aad u daran, xitaa agab saafi ah ayaa laga yaabaa in loo baahdo. Laakiin tani ma yareyso booska ay ku leedahay farsamaynta agabka adag iyo kuwa jilicsan.
Haddaba maxaa loogu arkaa "xiddig soo kacaya"? Kaliya fiiri isbeddellada warshadaha ee hadda jira iyo kuwa mustaqbalka: semiconductors-ka jiilka saddexaad (silikoon carbide, gallium nitride), tamarta cusub ee sawir-qaadista, dhoobada hawada sare, galaaska indhaha ee heerka sare ah… warshadahan qorrax-soo-baxa badankoodu waxay ku tiirsan yihiin agabka wax-soo-saarka asaasiga ah oo labadaba adag oo jaban. Micropowder-ka silicon-ka cagaaran ee carbide waa mid ka mid ah qalabka ugu habboon uguna waxtarka badan ee wax looga qabanayo dhibaatooyinkan adag.
Awooddeedu way sii koraysaa iyadoo la socota warshadahan tiknoolajiyada sare. Ilaa inta ay warshadahani horumarayaan, waxaa jiri doona baahi joogto ah oo loo qabo microbudada silikoon ee cagaaran ee waxqabadka sare leh. Warshadahayaga xoqidda ayaa sidoo kale si joogto ah u baaraya sida loo sameeyo walxaha ka mid ah mid isku mid ah iyo daaweynta dusha sare si ka wanaagsan, si ay u sii iftiimiso xilligan rajo leh.