Silikonkarbied (SiC) keramiekhet die kernmateriaal geword op die gebied van hoëtemperatuur-strukturele keramiek as gevolg van hul lae termiese uitbreidingskoëffisiënt, hoë termiese geleidingsvermoë, hoë hardheid en uitstekende termiese en chemiese stabiliteit. Hulle word wyd gebruik in sleutelvelde soos lugvaart, kernenergie, militêre industrie en halfgeleiers.
Die uiters sterk kovalente bindings en lae diffusiekoëffisiënt van SiC maak die verdigting daarvan egter moeilik. Vir hierdie doel het die bedryf verskeie sintertegnologieë ontwikkel, en SiC-keramiek wat deur verskillende tegnologieë voorberei word, het beduidende verskille in mikrostruktuur, eienskappe en toepassingscenario's. Hier is 'n ontleding van die kernkenmerke van vyf hoofstroom silikonkarbiedkeramiek.
1. Nie-druk gesinterde SiC keramiek (S-SiC)
Kernvoordele: Geskik vir veelvuldige gietprosesse, lae koste, nie beperk deur vorm en grootte nie, dit is die maklikste sintermetode om massaproduksie te bereik. Deur boor en koolstof by β-SiC wat spoorhoeveelhede suurstof bevat, te voeg en dit onder 'n inerte atmosfeer teen ongeveer 2000 ℃ te sinter, kan 'n gesinterde liggaam met 'n teoretiese digtheid van 98% verkry word. Daar is twee prosesse: vaste fase en vloeibare fase. Eersgenoemde het hoër digtheid en suiwerheid, sowel as hoë termiese geleidingsvermoë en hoëtemperatuursterkte.
Tipiese toepassings: Massaproduksie van slytasie- en korrosiebestande seëlringe en glylagers; As gevolg van sy hoë hardheid, lae spesifieke swaartekrag en goeie ballistiese werkverrigting, word dit wyd gebruik as koeëlvaste pantser vir voertuie en skepe, sowel as vir die beskerming van burgerlike kluise en kontantvervoervoertuie. Die weerstand teen veelvuldige treffers is beter as gewone SiC-keramiek, en die breekpunt van silindriese liggewig beskermende pantser kan meer as 65 ton bereik.
2. Reaksiegesinterde SiC-keramiek (RB SiC)
Kernvoordele: Uitstekende meganiese werkverrigting, hoë sterkte, korrosiebestandheid en oksidasiebestandheid; Lae sintertemperatuur en -koste, in staat om byna netto grootte te vorm. Die proses behels die vermenging van 'n koolstofbron met SiC-poeier om 'n billet te produseer. By hoë temperature infiltreer gesmelte silikon die billet en reageer met koolstof om β-SiC te vorm, wat met die oorspronklike α-SiC kombineer en die porieë vul. Die grootteverandering tydens sintering is klein, wat dit geskik maak vir die industriële produksie van komplekse gevormde produkte.
Tipiese toepassings: Hoëtemperatuur-oondtoerusting, stralingsbuise, hitteruilers, ontswavelingsspuitstukke; As gevolg van sy lae termiese uitbreidingskoëffisiënt, hoë elastiese modulus en amper netto vormingseienskappe, het dit 'n ideale materiaal vir ruimtereflektors geword; Dit kan ook kwartsglas vervang as 'n ondersteunende toebehore vir elektroniese buise en halfgeleierskyfievervaardigingstoerusting.
3. Warmgeperste gesinterde SiC-keramiek (HP SiC)
Kernvoordeel: Sinchrone sintering onder hoë temperatuur en hoë druk, die poeier is in 'n termoplastiese toestand, wat bevorderlik is vir die massa-oordragproses. Dit kan produkte met fyn korrels, hoë digtheid en goeie meganiese eienskappe by laer temperature en in 'n korter tyd produseer, en kan volledige digtheid en 'n byna suiwer sintertoestand bereik.
Tipiese toepassing: Oorspronklik gebruik as koeëlvaste baadjies vir Amerikaanse helikopterbemanningslede tydens die Viëtnamoorlog, is die pantsermark vervang deur warmgeperste boorkarbied; Tans word dit meestal gebruik in scenario's met hoë toegevoegde waarde, soos velde met uiters hoë vereistes vir samestellingsbeheer, suiwerheid en verdigting, sowel as slytasiebestande en kernnywerheidsvelde.
4. Herkristalliseerde SiC-keramiek (R-SiC)
Kernvoordeel: Geen sinterhulpmiddels hoef by te voeg nie, dit is 'n algemene metode vir die voorbereiding van ultra-hoë suiwerheid en groot SiC-toestelle. Die proses behels die vermenging van growwe en fyn SiC-poeiers in verhouding en die vorming daarvan, die sintering daarvan in 'n inerte atmosfeer by 2200~2450 ℃. Fyn deeltjies verdamp en kondenseer by die kontak tussen growwe deeltjies om keramiek te vorm, met 'n hardheid wat slegs na diamant oortref word. SiC behou hoë hoëtemperatuursterkte, korrosiebestandheid, oksidasiebestandheid en termiese skokbestandheid.
Tipiese toepassings: Hoëtemperatuur-oondmeubels, hitteruilers, verbrandingsspuitstukke; In die lugvaart- en militêre velde word dit gebruik om ruimtetuigstrukturele komponente soos enjins, stertvinne en romp te vervaardig, wat toerustingprestasie en lewensduur kan verbeter.
5. Silikon-geïnfiltreerde SiC-keramiek (SiSiC)
Kernvoordele: Mees geskik vir industriële produksie, met kort sintertyd, lae temperatuur, volledig dig en nie-vervormd, saamgestel uit SiC-matriks en geïnfiltreerde Si-fase, verdeel in twee prosesse: vloeistofinfiltrasie en gasinfiltrasie. Laasgenoemde het hoër koste, maar beter digtheid en eenvormigheid van vrye silikon.
Tipiese toepassings: lae porositeit, goeie lugdigtheid en lae weerstand is bevorderlik vir die uitskakeling van statiese elektrisiteit, geskik vir die vervaardiging van groot, komplekse of hol onderdele, wyd gebruik in halfgeleierverwerkingstoerusting; As gevolg van sy hoë elastiese modulus, liggewig, hoë sterkte en uitstekende lugdigtheid, is dit die voorkeur-hoëprestasiemateriaal in die lugvaartveld, wat vragte in ruimteomgewings kan weerstaan en toerusting se akkuraatheid en veiligheid kan verseker.
Plasingstyd: 2 September 2025