Materialşünaslığın geniş sahəsində, silikon karbid keramikası yüksək sərtlik, yüksək möhkəmlik, yaxşı istilik stabilliyi və kimyəvi stabillik kimi əla xüsusiyyətlərinə görə bir çox yüksək texnologiya sahələrinin "əzizinə" çevrilmişdir. Aerokosmik sənayedən yarımkeçirici istehsala, yeni enerji nəqliyyat vasitələrindən sənaye maşınlarına qədər silikon karbid keramikası əvəzolunmaz rol oynayır. Silikon karbid keramikasının hazırlanması prosesində sinterləmə metodu onun xüsusiyyətlərini və tətbiq dairəsini müəyyən edən əsas amildir. Bu gün biz silikon karbidin sinterləmə prosesinə dərindən nəzər salacağıq və sinterlənmiş reaksiyanın unikal üstünlüklərini araşdırmağa diqqət yetirəcəyik.silikon karbid keramikası.
Silikon karbid üçün ümumi sinterləmə üsulları
Silikon karbid üçün müxtəlif sinterləmə üsulları mövcuddur və hər biri özünəməxsus prinsiplərə və xüsusiyyətlərə malikdir.
1. İsti presləmə ilə sinterləmə: Bu sinterləmə üsulu, qəlibə silikon karbid tozunun qoyulmasını, qızdırılarkən müəyyən bir təzyiq tətbiq edilməsini və qəlibləmə və sinterləmə proseslərinin eyni vaxtda tamamlanmasını əhatə edir. İsti presləmə ilə sinterləmə nisbətən aşağı temperaturda və qısa müddət ərzində, incə dənəli ölçüdə və yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə malik sıx silikon karbid keramika əldə etməyə imkan verir. Lakin, isti presləmə ilə sinterləmə avadanlığı mürəkkəbdir, qəlibin qiyməti yüksəkdir, istehsal prosesi tələbləri sərtdir və yalnız sadə formalı hissələr hazırlana bilər ki, bu da aşağı istehsal səmərəliliyinə səbəb olur ki, bu da müəyyən dərəcədə onun genişmiqyaslı tətbiqini məhdudlaşdırır.
2. Atmosfer təzyiqi sinterləməsi: Atmosfer təzyiqi sinterləməsi, müvafiq sinterləmə vasitələri əlavə etməklə atmosfer təzyiqi və inert atmosfer şəraitində 2000-2150 ℃-yə qədər qızdırmaqla silikon karbidin sıxlaşdırılması prosesidir. İki prosesə bölünür: bərk hal sinterləməsi və maye fazalı sinterləmə. Bərk fazalı sinterləmə kristallar arasında şüşə fazası olmadan və əla yüksək temperaturlu mexaniki xüsusiyyətlərə malik silikon karbidin yüksək sıxlığına nail ola bilər; Maye fazalı sinterləmənin aşağı sinterləmə temperaturu, daha kiçik dənə ölçüsü və materialın əyilmə möhkəmliyi və sınıq davamlılığı kimi üstünlükləri var. Atmosfer təzyiqi sinterləməsinin məhsulun forması və ölçüsündə heç bir məhdudiyyəti yoxdur, aşağı istehsal xərcləri və əla hərtərəfli material xüsusiyyətləri var, lakin sinterləmə temperaturu yüksəkdir və enerji istehlakı yüksəkdir.
3. Reaksiya sinterləşməsi: Reaksiya sinterlənmiş silikon karbid ilk dəfə 1950-ci illərdə P. Popper tərəfindən təklif edilmişdir. Proses karbon mənbəyi və silikon karbid tozunun qarışdırılmasını və yaşıl cismin inyeksiya qəlibləmə, quru presləmə və ya soyuq izostatik presləmə kimi üsullarla hazırlanmasını əhatə edir. Daha sonra, kütük vakuum və ya inert atmosfer altında 1500 ℃-dən yuxarı temperatura qədər qızdırılır, bu zaman bərk silikon maye silikona əriyir və kapilyar təsir vasitəsilə məsamələri olan kütükə sızır. Maye silikon və ya silikon buxarı yaşıl cisimdə C ilə kimyəvi reaksiyaya girir və yerində əmələ gələn β-SiC yaşıl cisimdəki orijinal SiC hissəcikləri ilə birləşərək reaksiya sinterlənmiş silikon karbid keramika materialları əmələ gətirir.
Reaksiya Sinterləmə Silikon Karbid Keramikasının Üstünlükləri
Digər sinterləmə üsulları ilə müqayisədə reaksiya ilə sinterlənmiş silikon karbid keramikasının bir çox əhəmiyyətli üstünlükləri var:
1. Aşağı sinterləmə temperaturu və idarə oluna bilən xərc: Reaksiya sinterləmə temperaturu adətən atmosfer sinterləmə temperaturundan aşağı olur, bu da enerji istehlakını və sinterləmə avadanlığı üçün yüksək temperatur performans tələblərini xeyli azaldır. Daha aşağı sinterləmə temperaturu avadanlıq üçün daha aşağı texniki xidmət xərcləri və istehsal prosesi zamanı enerji istehlakının azalması deməkdir ki, bu da istehsal xərclərini effektiv şəkildə azaldır. Bu, reaksiya sinterləmə silikon karbid keramikasının genişmiqyaslı istehsalda əhəmiyyətli iqtisadi üstünlüklərə malik olmasına səbəb olur.
2. Xalis ölçüyə yaxın formalaşdırma, mürəkkəb strukturlar üçün uyğundur: Reaksiya sinterləmə prosesi zamanı material çətinliklə həcm büzülməsinə məruz qalır. Bu xüsusiyyət onu böyük ölçülü, mürəkkəb formalı struktur komponentlərinin hazırlanması üçün xüsusilə əlverişli edir. Dəqiq mexaniki komponentlər və ya böyük sənaye avadanlığı komponentləri olsun, reaksiya sinterlənmiş silikon karbid keramikası dizayn tələblərini dəqiq şəkildə yerinə yetirə, sonrakı emal addımlarını azalda, istehsal səmərəliliyini artıra, həmçinin emal nəticəsində material itkisini və maya dəyərinin artmasını azalda bilər.
3. Materialın yüksək dərəcədə sıxlaşması: Reaksiya şəraitini ağlabatan şəkildə idarə etməklə, reaksiya sinterləşməsi silikon karbid keramikasının yüksək dərəcədə sıxlaşmasına nail ola bilər. Sıx struktur materiala yüksək əyilmə gücü və sıxılma gücü kimi əla mexaniki xüsusiyyətlər verir və bu da əhəmiyyətli xarici qüvvələr altında struktur bütövlüyünü qorumağa imkan verir. Eyni zamanda, sıx struktur materialın aşınma müqavimətini və korroziyaya davamlılığını da artırır, sərt iş mühitlərində sabit işləməsinə və xidmət müddətini uzatmasına imkan verir.
4. Yaxşı kimyəvi stabillik: Reaksiya ilə sinterlənmiş silikon karbid keramika güclü turşulara və ərimiş metallara qarşı əla müqavimət göstərir. Kimya və metallurgiya kimi sənaye sahələrində avadanlıqların tez-tez müxtəlif korroziyalı mühitlərlə təmasda olması lazımdır. Reaksiya ilə sinterlənmiş silikon karbid keramika bu mühitlərin aşınmasına effektiv şəkildə müqavimət göstərə, avadanlıqların normal işləməsini təmin edə, texniki xidmət və dəyişdirmə xərclərini azalda və istehsalın davamlılığını və sabitliyini artıra bilər.
Müxtəlif sahələrdə geniş tətbiq olunur
Bu üstünlükləri ilə reaksiya ilə sinterlənmiş silikon karbid keramikası bir çox sahədə geniş istifadə olunur. Yüksək temperaturlu soba avadanlığı sahəsində yüksək temperaturlu mühitlərə tab gətirə və sobaların səmərəli işləməsini təmin edə bilər; İstilik dəyişdiricilərində əla istilik keçiriciliyi və korroziyaya davamlılığı onları ideal material seçiminə çevirir; Kükürdsüzləşdirmə burunları kimi ətraf mühitin mühafizəsi avadanlıqlarında korroziyalı mühitin aşınmasına qarşı dura və avadanlığın uzunmüddətli sabit işləməsini təmin edə bilər. Bundan əlavə, reaksiya ilə sinterlənmiş silikon karbid keramikası fotovoltaik və aerokosmik kimi yüksək səviyyəli sahələrdə də mühüm rol oynayır.
Reaksiya ilə sinterlənmiş silikon karbid keramika, özünəməxsus üstünlüklərinə görə silikon karbid keramika ailəsində mühüm yer tutur. Texnologiyanın davamlı inkişafı və proseslərin davamlı optimallaşdırılması ilə reaksiya ilə sinterlənmiş silikon karbid keramikasının daha çox sahədə əla performans nümayiş etdirəcəyinə və müxtəlif sənaye sahələrinin inkişafına güclü maddi dəstək verəcəyinə inanılır.
Yazı vaxtı: 13 iyun 2025