Proseso ng Paghahanda ng SiC Ceramics

Silicon carbide ceramicsay kabilang sa mga pinaka-tinatanggap na ginagamit na mga materyales sa mga structural ceramics. Dahil sa kanilang medyo mababang thermal expansion, mataas na tiyak na lakas, mataas na thermal conductivity at tigas, wear resistance at corrosion resistance, at higit sa lahat, ang kanilang kakayahang mapanatili ang mahusay na pagganap kahit na sa mga temperatura na kasing taas ng 1650°C, ang silicon carbide ceramics ay malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan.

Kasama sa mga karaniwang paraan ng sintering para sa silicon carbide ceramics ang: pressureless sintering, reaction sintering, at recrystallization sintering.

1. Reaction-sintered SiC(RBSiC)

Ang reaction sintering ay kinabibilangan ng paghahalo ng carbon source na may silicon carbide powder, pagbuo ng compact, at pagkatapos ay payagan ang likidong silicon na makalusot sa compact sa mataas na temperatura at tumugon sa carbon upang bumuo ng β-SiC, na nakakamit ng densification. Nagpapakita ito ng malapit sa zero na pag-urong, na ginagawang angkop para sa malalaki at kumplikadong mga bahagi. Ipinagmamalaki din nito ang mababang temperatura ng sintering at mababang gastos, ngunit maaaring mabawasan ng libreng silikon ang pagganap ng mataas na temperatura.

Ang Reaction-sintered SiC ay isang napaka-kaakit-akit na structural ceramic na may mahusay na mekanikal na katangian tulad ng mataas na lakas, corrosion resistance, at oxidation resistance. Higit pa rito, nagtatampok ito ng mababang temperatura ng sintering, mababang halaga ng sintering, at near-net-shape forming.

Ang proseso ng sintering ng reaksyon ay simple. Ito ay nagsasangkot ng paghahalo ng carbon source at SiC powder upang maghanda ng berdeng katawan, pagkatapos, sa ilalim ng mataas na temperatura na puwersa ng capillary, ang pagpasok ng tinunaw na silikon sa porous na berdeng katawan. Ang tunaw na silicon na ito ay tumutugon sa pinagmumulan ng carbon sa loob ng berdeng katawan upang bumuo ng isang β-SiC phase, na sabay-sabay na nagbubuklod nang mahigpit sa orihinal na α-SiC. Ang natitirang mga pores ay puno ng tunaw na silikon, kaya nakakamit ang densification ng ceramic material. Sa panahon ng sintering, ang laki ay nababawasan, nakakamit ang malapit-net-shape forming, na nagbibigay-daan para sa katha ng kumplikadong mga hugis kung kinakailangan. Samakatuwid, ito ay malawakang ginagamit sa pang-industriya na produksyon ng iba't ibang mga produktong ceramic.

Sa mga tuntunin ng mga aplikasyon, ang mga materyales sa muwebles na may mataas na temperatura ng hurno, mga radiant tube, heat exchanger, at desulfurization nozzle ay karaniwang mga aplikasyon ng reaction-sintered silicon carbide ceramics. Higit pa rito, dahil sa mababang koepisyent ng thermal expansion ng silicon carbide, mataas na elastic modulus, at near-net-shape forming na mga katangian, ang reaction-sintered silicon carbide ay isa ring perpektong materyal para sa mga salamin sa espasyo. Bilang karagdagan, sa pagtaas ng laki ng wafer at temperatura ng paggamot sa init, ang reaction-sintered silicon carbide ay unti-unting pinapalitan ang quartz glass. Ang mga bahagi ng high-purity na silicon carbide (SiC) na naglalaman ng bahagyang silicon phase ay maaaring gawin gamit ang high-purity na silicon carbide powder at high-purity na silicon. Ang mga bahaging ito ay malawakang ginagamit sa mga support fixture para sa electron tube at semiconductor wafer manufacturing equipment.

2. Pressureless-sintered SiC(SSiC)

Ang walang presyon na sintering ay nahahati sa solid-phase at liquid-phase sintering: Ang solid-phase na sintering, kasama ang mga additives ng B/C, ay nakakamit ng solid-phase diffusion densification sa mataas na temperatura, na nagreresulta sa mahusay na pagganap ng mataas na temperatura ngunit ang grain coarsening. Ang liquid-phase sintering ay gumagamit ng mga additives gaya ng Al2O3-Y2O3 upang bumuo ng liquid phase, nagpapababa ng temperatura, na nagreresulta sa mas pinong butil at mas mataas na tigas. Ang teknolohiyang ito ay mura, nagbibigay-daan para sa iba't ibang mga hugis, at angkop para sa katumpakan na mga bahagi ng istruktura tulad ng mga sealing ring, bearings, at bulletproof armor.

Ang walang presyon na sintering ay itinuturing na pinaka-promising na paraan ng sintering para sa SiC. Ang pamamaraang ito ay nababagay sa iba't ibang proseso ng pagbuo, may mas mababang gastos sa produksyon, hindi limitado sa hugis o sukat, at ito ang pinakakaraniwan at pinakamadaling paraan ng sintering para sa mass production.

Ang walang presyon na sintering ay nagsasangkot ng pagdaragdag ng boron at carbon sa β-SiC na naglalaman ng mga bakas na dami ng oxygen at sintering sa humigit-kumulang 2000 ℃ sa isang inert na kapaligiran upang makakuha ng silicon carbide na sintered body na may 98% theoretical density. Ang pamamaraang ito sa pangkalahatan ay may dalawang diskarte: solid-state sintering at liquid-state sintering. Ang walang presyon na solid-state na sintered silicon carbide ay nagpapakita ng mataas na density at kadalisayan, at sa partikular, nagtataglay ito ng natatanging mataas na thermal conductivity at mahusay na lakas ng mataas na temperatura, na ginagawang madaling iproseso sa malalaking laki at kumplikadong hugis na ceramic na mga aparato.

Mga produktong walang pressure na sintered silicon carbide: (a) mga ceramic seal; (b) ceramic bearings; (c) mga platong hindi tinatablan ng bala

Sa mga tuntunin ng mga aplikasyon, ang walang pressure na sintering ng SiC ay simpleng patakbuhin, katamtamang cost-effective, at angkop para sa mass production ng mga ceramic na bahagi ng iba't ibang hugis. Ito ay malawakang ginagamit sa wear-resistant at corrosion-resistant sealing rings, sliding bearings, atbp. Higit pa rito, ang pressureless sintered silicon carbide ceramics ay malawakang ginagamit sa bulletproof armor, tulad ng para sa proteksyon ng sasakyan at barko, pati na rin ang mga civilian safe at armored truck, dahil sa kanilang mataas na tigas, mababang tiyak na gravity, mas mababang pagganap ng ballistic, at mas mababang pagganap ng enerhiya pagkatapos ng pagkasira ng enerhiya, Bilang isang bulletproof armor material, ito ay nagpapakita ng mahusay na pagtutol sa maramihang mga epekto, at ang pangkalahatang proteksiyon na epekto nito ay nakahihigit sa ordinaryong silicon carbide ceramics. Kapag ginamit sa magaan na cylindrical ceramic protective armor, ang fracture point nito ay maaaring umabot ng higit sa 65 tonelada, na nagpapakita ng mas mahusay na pagganap ng proteksyon kaysa cylindrical ceramic protective armor gamit ang ordinaryong silicon carbide ceramics.

3. Recrystallized sintered SiC ceramics (R-SiC)

Kasama sa recrystallization sintering ang graded coarse at fine SiC particle at high-temperature treatment. Ang mga pinong particle ay sumingaw at nag-condense sa leeg ng mga magaspang na particle, na bumubuo ng isang bridging structure na walang mga impurities sa hangganan ng butil. Ang produkto ay may porosity na 10-20%, magandang thermal conductivity at thermal shock resistance, ngunit mababa ang lakas. Wala itong pag-urong ng volume at angkop para sa mga porous na muwebles ng tapahan, atbp.

Ang teknolohiya ng sintering ng recrystallization ay nakakuha ng malawakang atensyon dahil hindi ito nangangailangan ng pagdaragdag ng mga tulong sa sintering. Ang recrystallization sintering ay ang pinakakaraniwang paraan para sa paghahanda ng ultra-high purity, large-scale SiC ceramic device. Ang proseso ng paghahanda ng recrystallized sintered SiC ceramics (R-SiC) ay ang mga sumusunod: ang magaspang at pinong SiC powder na may iba't ibang laki ng particle ay hinahalo sa isang tiyak na proporsyon at inihahanda sa mga berdeng blangko sa pamamagitan ng mga proseso tulad ng slip casting, molding, at extrusion. Pagkatapos, ang mga berdeng blangko ay pinapaputok sa isang mataas na temperatura ng 2200~2450 ℃ sa ilalim ng isang hindi gumagalaw na kapaligiran. Sa wakas, ang mga pinong particle ay unti-unting nag-evaporate sa isang gas phase at nag-condense sa mga contact point na may mga magaspang na particle, na bumubuo ng R-SiC ceramics.

Ang R-SiC ay nabubuo sa mataas na temperatura at may katigasan na pangalawa lamang sa brilyante. Pinapanatili nito ang marami sa mga mahuhusay na katangian ng SiC, tulad ng mataas na lakas ng temperatura, malakas na paglaban sa kaagnasan, mahusay na paglaban sa oksihenasyon, at magandang thermal shock resistance. Samakatuwid, ito ay isang mainam na materyal na kandidato para sa mataas na temperatura ng hurno na kasangkapan, mga heat exchanger, o mga combustion nozzle. Sa larangan ng aerospace at militar, ginagamit ang recrystallized na silicon carbide upang gumawa ng mga istrukturang bahagi ng mga sasakyang pang-aerospace, tulad ng mga makina, palikpik sa buntot, at fuselage. Dahil sa napakahusay nitong mekanikal na katangian, corrosion resistance, at impact resistance, maaari nitong lubos na mapabuti ang pagganap at buhay ng serbisyo ng mga sasakyang pang-aerospace.

Ang Semicorex ay nag-aalok ng customizedMga produkto ng SiC. Kung mayroon kang anumang mga katanungan o kailangan ng karagdagang mga detalye, mangyaring huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa amin.
Makipag-ugnayan sa telepono # +86-13567891907
Email: sales@semicorex.com