சிலிக்கான் கார்பைடு நானோ பொருட்கள்

சிலிக்கான் கார்பைடு நானோ பொருட்கள்

சிலிக்கான் கார்பைடு நானோ பொருட்கள் (sic நானோ பொருட்கள்) கொண்ட பொருட்களைக் குறிக்கின்றனசிலிக்கான் கார்பைடு (sic)நானோமீட்டர் அளவில் குறைந்தது ஒரு பரிமாணத்துடன் (பொதுவாக 1-100nm என வரையறுக்கப்படுகிறது) முப்பரிமாண இடத்தில். சிலிக்கான் கார்பைடு நானோ பொருட்களை பூஜ்ஜிய பரிமாண, ஒரு பரிமாண, இரு பரிமாண மற்றும் முப்பரிமாண கட்டமைப்புகளின்படி வகைப்படுத்தலாம்.

பூஜ்ஜிய பரிமாண நானோ கட்டமைப்புகள்அனைத்து பரிமாணங்களும் நானோமீட்டர் அளவில் இருக்கும் கட்டமைப்புகள், முக்கியமாக திட நானோகிரிஸ்டல்கள், வெற்று நானோஸ்பியர்ஸ், வெற்று நானோகேஜ்கள் மற்றும் கோர்-ஷெல் நானோஸ்பியர்ஸ் ஆகியவை அடங்கும்.

ஒரு பரிமாண நானோ கட்டமைப்புகள்முப்பரிமாண இடத்தில் இரண்டு பரிமாணங்கள் நானோமீட்டர் அளவோடு மட்டுப்படுத்தப்பட்ட கட்டமைப்புகளைப் பார்க்கவும். இந்த கட்டமைப்பில் நானோவாய்கள் (திட மையம்), நானோகுழாய்கள் (வெற்று மையம்), நானோபெல்ட் அல்லது நானோபெல்ட் (குறுகிய செவ்வக குறுக்குவெட்டு) மற்றும் நானோப்ரஸங்கள் (ப்ரிஸம் வடிவ குறுக்குவெட்டு) உள்ளிட்ட பல வடிவங்கள் உள்ளன. மெசோஸ்கோபிக் இயற்பியல் மற்றும் நானோ அளவிலான சாதன உற்பத்தியில் அதன் தனித்துவமான பயன்பாடுகள் காரணமாக இந்த அமைப்பு தீவிர ஆராய்ச்சியின் மையமாக மாறியுள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு பரிமாண நானோ கட்டமைப்புகளில் உள்ள கேரியர்கள் கட்டமைப்பின் ஒரு திசையில் மட்டுமே பரப்ப முடியும் (அதாவது, நானோவைர் அல்லது நானோகுழாயின் நீளமான திசை), மேலும் நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸில் ஒன்றோடொன்று இணைப்புகள் மற்றும் முக்கிய சாதனங்களாகப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

இரு பரிமாண நானோ கட்டமைப்புகள், நானோஸ்கேலில் ஒரே ஒரு பரிமாணத்தை மட்டுமே கொண்டுள்ளது, பொதுவாக நானோஷீட்கள், நானோஷீட்கள், நானோஷீட்கள் மற்றும் நானோஸ்பியர் போன்ற அவற்றின் அடுக்கு விமானத்திற்கு செங்குத்தாக, சமீபத்தில் அவர்களின் வளர்ச்சி பொறிமுறையைப் பற்றிய அடிப்படை புரிதலுக்காக மட்டுமல்லாமல், ஒளி ஊதியங்கள், சென்சார்கள், சாலார் செல்கள் போன்றவற்றில் அவற்றின் சாத்தியமான பயன்பாடுகளை ஆராய்வதற்கும் சிறப்பு கவனத்தைப் பெற்றுள்ளது.

முப்பரிமாண நானோ கட்டமைப்புகள்பொதுவாக சிக்கலான நானோ கட்டமைப்புகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, அவை பூஜ்ஜிய பரிமாண, ஒரு பரிமாண மற்றும் இரு பரிமாணங்களில் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அடிப்படை கட்டமைப்பு அலகுகளின் தொகுப்பால் உருவாகின்றன (நானோவைர் அல்லது ஒற்றை படிக சந்திப்புகளால் இணைக்கப்பட்ட நானோரோட்கள் போன்றவை), மற்றும் அவற்றின் ஒட்டுமொத்த வடிவியல் பரிமாணங்கள் நானோமீட்டர் அல்லது மைக்ரோமீட்டர் அளவில் உள்ளன. திறமையான ஒளி உறிஞ்சுதலுக்கான நீண்ட ஆப்டிகல் பாதைகள், வேகமான இடைமுக கட்டண பரிமாற்றம் மற்றும் சரிசெய்யக்கூடிய கட்டண போக்குவரத்து திறன்கள் போன்ற பல நன்மைகளை ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு அதிக பரப்பளவு கொண்ட இத்தகைய சிக்கலான நானோ கட்டமைப்புகள் வழங்குகின்றன. இந்த நன்மைகள் எதிர்கால ஆற்றல் மாற்றம் மற்றும் சேமிப்பக பயன்பாடுகளில் வடிவமைப்பை மேம்படுத்த முப்பரிமாண நானோ கட்டமைப்புகளை செயல்படுத்துகின்றன. 0 டி முதல் 3 டி கட்டமைப்புகள் வரை, பலவிதமான நானோ பொருட்கள் ஆய்வு செய்யப்பட்டு படிப்படியாக தொழில் மற்றும் அன்றாட வாழ்க்கையில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன.

SIC நானோ பொருட்களின் தொகுப்பு முறைகள்

பூஜ்ஜிய பரிமாணப் பொருட்களை சூடான உருகும் முறை, மின் வேதியியல் பொறித்தல் முறை, லேசர் பைரோலிசிஸ் முறை போன்றவற்றால் ஒருங்கிணைக்க முடியும்Sic திடநானோகிரிஸ்டல்கள் ஒரு சில நானோமீட்டர்கள் முதல் பல்லாயிரக்கணக்கான நானோமீட்டர்கள் வரை, ஆனால் பொதுவாக படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வழக்கமாக போலி கோளவை.

படம் 1 வெவ்வேறு முறைகளால் தயாரிக்கப்பட்ட β-SIC நானோகிரிஸ்டல்களின் TEM படங்கள்

(அ) ​​சோல்வோதர்மல் தொகுப்பு [34]; (ஆ) மின் வேதியியல் பொறித்தல் முறை [35]; (இ) வெப்ப செயலாக்கம் [48]; (ஈ) லேசர் பைரோலிசிஸ் [49]

டசாக் மற்றும் பலர். படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, SIO2, Mg மற்றும் C பொடிகள் [55] க்கு இடையில் திட-நிலை இரட்டை சிதைவு எதிர்வினை மூலம் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய அளவு மற்றும் தெளிவான கட்டமைப்பைக் கொண்ட கோள β-SIC நானோகிரிஸ்டல்கள்.

படம் 2 வெவ்வேறு விட்டம் கொண்ட கோள எஸ்.ஐ.சி நானோகிரிஸ்டல்களின் ஃபெசெம் படங்கள் [55]

(அ) ​​51.3 ± 5.5 என்.எம்; (ஆ) 92.8 ± 6.6 என்.எம்; (சி) 278.3 ± 8.2 என்.எம்

SIC நானோவாய்களை வளர்ப்பதற்கான நீராவி கட்ட முறை. SIC நானோவாய்களை உருவாக்குவதற்கான மிகவும் முதிர்ந்த முறையாகும். ஒரு பொதுவான செயல்பாட்டில், இறுதி உற்பத்தியை உருவாக்க எதிர்வினைகளாகப் பயன்படுத்தப்படும் நீராவி பொருட்கள் ஆவியாதல், வேதியியல் குறைப்பு மற்றும் வாயு எதிர்வினை (அதிக வெப்பநிலை தேவை) ஆகியவற்றால் உருவாக்கப்படுகின்றன. அதிக வெப்பநிலை கூடுதல் ஆற்றல் நுகர்வு அதிகரித்தாலும், இந்த முறையால் வளர்க்கப்படும் எஸ்.ஐ.சி நானோவாய்கள் வழக்கமாக அதிக படிக ஒருமைப்பாடு, தெளிவான நானோவைர்/நானோரோட்கள், நானோப்ரஸங்கள், நானோ டூப்ஸ், நானோகுழுக்கள், நானோபெல்ட்ஸ், நானோகபிள்ஸ் போன்றவை, படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி.

படம் 3 ஒரு பரிமாண எஸ்.ஐ.சி நானோ கட்டமைப்புகளின் பொதுவான உருவங்கள் 

(அ) ​​கார்பன் இழைகளில் நானோவைர் வரிசைகள்; (ஆ) நி-சி பந்துகளில் அல்ட்ராலாங் நானோவாய்கள்; (இ) நானோவாய்கள்; (ஈ) நானோப்ரஸங்கள்; (இ) நானோபாம்பூ; (எஃப்) நானோனெடில்ஸ்; (கிராம்) நானோபோன்கள்; (ம) நானோசெய்ன்கள்; (i) நானோகுழாய்கள்

SIC நானோவைர் தயாரிப்பதற்கான தீர்வு முறை. SIC நானோவாய்களைத் தயாரிக்க தீர்வு முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது எதிர்வினை வெப்பநிலையை குறைக்கிறது. ஒப்பீட்டளவில் லேசான வெப்பநிலையில் தன்னிச்சையான வேதியியல் குறைப்பு அல்லது பிற எதிர்வினைகள் மூலம் ஒரு தீர்வு கட்ட முன்னோடியை படிகமாக்குவது இந்த முறை. தீர்வு முறையின் பிரதிநிதிகளாக, குறைந்த வெப்பநிலையில் SIC நானோவாய்களைப் பெற சோல்வோதர்மல் தொகுப்பு மற்றும் நீர் வெப்ப தொகுப்பு பொதுவாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

சோல்வோதர்மல் முறைகள், துடிப்புள்ள ஒளிக்கதிர்கள், கார்பன் வெப்பக் குறைப்பு, மெக்கானிக்கல் எக்ஸ்ஃபோலேஷன் மற்றும் மைக்ரோவேவ் பிளாஸ்மா ஆகியவற்றால் இரு பரிமாண நானோ பொருட்கள் தயாரிக்கப்படலாம்சி.வி.டி. ஹோ மற்றும் பலர். படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு நானோவைர் பூவின் வடிவத்தில் ஒரு 3D SIC நானோ கட்டமைப்பை உணர்ந்தேன். மலர் போன்ற கட்டமைப்பில் 1-2 μm விட்டம் மற்றும் 3-5 μm நீளத்தைக் கொண்டுள்ளது என்பதை SEM படம் காட்டுகிறது.

படம் 4 முப்பரிமாண SIC நானோவைர் மலரின் SEM படம்

SIC நானோ பொருட்களின் செயல்திறன்

SIC நானோ பொருட்களாக சிறந்த செயல்திறன் கொண்ட ஒரு மேம்பட்ட பீங்கான் பொருள், இது நல்ல உடல், வேதியியல், மின் மற்றும் பிற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.

✔ இயற்பியல் பண்புகள்

அதிக கடினத்தன்மை: நானோ-சிலிக்கான் கார்பைட்டின் மைக்ரோஹார்ட்னஸ் கொருண்டம் மற்றும் வைரத்திற்கு இடையில் உள்ளது, மேலும் அதன் இயந்திர வலிமை கொருண்டத்தை விட அதிகமாக உள்ளது. இது அதிக உடைகள் எதிர்ப்பு மற்றும் நல்ல சுய மசாலா ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.

அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன்: நானோ-சிலிக்கான் கார்பைடு சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் ஒரு சிறந்த வெப்ப கடத்தும் பொருள்.

குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகம்: இது நானோ-சிலிக்கான் கார்பைடு அதிக வெப்பநிலை நிலைமைகளின் கீழ் நிலையான அளவு மற்றும் வடிவத்தை பராமரிக்க அனுமதிக்கிறது.

உயர் குறிப்பிட்ட பரப்பளவு: நானோ பொருட்களின் பண்புகளில் ஒன்று, அதன் மேற்பரப்பு செயல்பாடு மற்றும் எதிர்வினை செயல்திறனை மேம்படுத்துவது உகந்தது.

✔ வேதியியல் பண்புகள்

வேதியியல் நிலைத்தன்மை: நானோ-சிலிக்கான் கார்பைடு நிலையான வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் பல்வேறு சூழல்களின் கீழ் அதன் செயல்திறனை மாற்றாமல் பராமரிக்க முடியும்.

ஆக்ஸிஜனேற்றம்: இது அதிக வெப்பநிலையில் ஆக்சிஜனேற்றத்தை எதிர்க்கும் மற்றும் சிறந்த உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பை வெளிப்படுத்துகிறது.

✔மின் பண்புகள்

உயர் பேண்ட்கேப்: உயர்-அதிர்வெண், உயர் சக்தி மற்றும் குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட மின்னணு சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கான சிறந்த பொருளாக உயர் பேண்ட்கேப் அமைகிறது.

உயர் எலக்ட்ரான் செறிவு இயக்கம்: இது எலக்ட்ரான்களின் விரைவான பரிமாற்றத்திற்கு உகந்தது.

✔பிற பண்புகள்

வலுவான கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பு: இது ஒரு கதிர்வீச்சு சூழலில் நிலையான செயல்திறனை பராமரிக்க முடியும்.

நல்ல இயந்திர பண்புகள்: இது உயர் மீள் மாடுலஸ் போன்ற சிறந்த இயந்திர பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.

SIC நானோ பொருட்களின் பயன்பாடு

மின்னணுவியல் மற்றும் குறைக்கடத்தி சாதனங்கள்: அதன் சிறந்த மின்னணு பண்புகள் மற்றும் உயர் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை காரணமாக, நானோ-சிலிக்கான் கார்பைடு உயர் சக்தி மின்னணு கூறுகள், உயர் அதிர்வெண் சாதனங்கள், ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் கூறுகள் மற்றும் பிற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதே நேரத்தில், குறைக்கடத்தி சாதனங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான சிறந்த பொருட்களில் இதுவும் ஒன்றாகும்.

ஆப்டிகல் பயன்பாடுகள்: நானோ-சிலிக்கான் கார்பைடு ஒரு பரந்த பேண்ட்கேப் மற்றும் சிறந்த ஆப்டிகல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட ஒளிக்கதிர்கள், எல்.ஈ.டிக்கள், ஒளிமின்னழுத்த சாதனங்கள் போன்றவற்றை தயாரிக்க பயன்படுத்தலாம்.

இயந்திர பாகங்கள்: அதன் உயர் கடினத்தன்மை மற்றும் உடைகள் எதிர்ப்பைப் பயன்படுத்தி, நானோ-சிலிக்கான் கார்பைடு இயந்திர பாகங்களை தயாரிப்பதில் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது அதிவேக வெட்டு கருவிகள், தாங்கு உருளைகள், இயந்திர முத்திரைகள் போன்றவை, அவை பகுதிகளின் உடைகள் எதிர்ப்பு மற்றும் சேவை வாழ்க்கையை பெரிதும் மேம்படுத்தலாம்.

நானோகாம்போசிட் பொருட்கள்: நானோ-சிலிக்கான் கார்பைடு மற்ற பொருட்களுடன் இணைத்து இயந்திர பண்புகள், வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் பொருளின் அரிப்பு எதிர்ப்பை மேம்படுத்த நானோகாம்போசைட்டுகளை உருவாக்கலாம். இந்த நானோகாம்போசிட் பொருள் விண்வெளி, வாகனத் தொழில், எரிசக்தி புலம் போன்றவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

அதிக வெப்பநிலை கட்டமைப்பு பொருட்கள்: நானோசிலிக்கான் கார்பைடுசிறந்த உயர் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இது தீவிர உயர் வெப்பநிலை சூழல்களில் பயன்படுத்தப்படலாம். எனவே, இது விண்வெளி, பெட்ரோ கெமிக்கல், உலோகம் மற்றும் உற்பத்தி போன்ற பிற துறைகளில் அதிக வெப்பநிலை கட்டமைப்பு பொருளாக பயன்படுத்தப்படுகிறதுஅதிக வெப்பநிலை உலைகள், உலை குழாய்கள், உலை லைனிங்ஸ், முதலியன.

பிற பயன்பாடுகள்: நானோ சிலிக்கான் கார்பைடு ஹைட்ரஜன் சேமிப்பு, ஒளிச்சேர்க்கை மற்றும் உணர்திறன் ஆகியவற்றிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது பரந்த பயன்பாட்டு வாய்ப்புகளைக் காட்டுகிறது.