Silikon karbid (SiC) keramikaaşağı istilik genişlənmə əmsalı, yüksək istilik keçiriciliyi, yüksək sərtliyi və əla istilik və kimyəvi stabilliyi səbəbindən yüksək temperaturlu struktur keramika sahəsində əsas material halına gəlmişdir. Onlar aerokosmik, nüvə enerjisi, hərbi və yarımkeçiricilər kimi əsas sahələrdə geniş istifadə olunur.
Lakin, SiC-nin son dərəcə güclü kovalent rabitələri və aşağı diffuziya əmsalı onun sıxlaşmasını çətinləşdirir. Bu məqsədlə sənaye müxtəlif sinterləmə texnologiyaları hazırlamışdır və fərqli texnologiyalarla hazırlanmış SiC keramikaları mikrostruktur, xüsusiyyətlər və tətbiq ssenarilərində əhəmiyyətli fərqlərə malikdir. Budur, beş əsas silikon karbid keramikasının əsas xüsusiyyətlərinin təhlili.
1. Təzyiqsiz sinterlənmiş SiC keramika (S-SiC)
Əsas üstünlükləri: Çoxsaylı qəlibləmə prosesləri üçün uyğundur, aşağı qiymətə malikdir, forma və ölçü ilə məhdudlaşmır, kütləvi istehsala nail olmaq üçün ən asan sinterləmə üsuludur. İz miqdarda oksigen ehtiva edən β – SiC-yə bor və karbon əlavə etməklə və təxminən 2000 ℃ temperaturda inert atmosfer altında sinterləməklə, nəzəri sıxlığı 98% olan sinterlənmiş bir cisim əldə etmək olar. İki proses mövcuddur: bərk fazalı və maye fazalı. Birincisi daha yüksək sıxlığa və saflığa, eləcə də yüksək istilik keçiriciliyinə və yüksək temperatur möhkəmliyinə malikdir.
Tipik tətbiqlər: Aşınmaya davamlı və korroziyaya davamlı möhürləyici halqaların və sürüşmə yastıqlarının kütləvi istehsalı; Yüksək sərtliyi, aşağı xüsusi çəkisi və yaxşı ballistik performansı sayəsində nəqliyyat vasitələri və gəmilər üçün güllə keçirməyən zireh, eləcə də mülki seyfləri və nağd pul daşıyan nəqliyyat vasitələrini qorumaq üçün geniş istifadə olunur. Çoxlu zərbəyə davamlılığı adi SiC keramikasından üstündür və silindrik yüngül qoruyucu zirehin sınıq nöqtəsi 65 tondan çoxa çata bilər.
2. Reaksiya ilə sinterlənmiş SiC keramikası (RB SiC)
Əsas üstünlükləri: Əla mexaniki performans, yüksək möhkəmlik, korroziyaya davamlılıq və oksidləşməyə davamlılıq; Aşağı sinterləmə temperaturu və dəyəri, xalis ölçüyə yaxın formalaşdırma qabiliyyətinə malikdir. Proses, karbon mənbəyini SiC tozu ilə qarışdıraraq bir kütük əmələ gətirməyi əhatə edir. Yüksək temperaturda əridilmiş silikon kütükə nüfuz edir və karbonla reaksiyaya girərək β – SiC əmələ gətirir ki, bu da orijinal α – SiC ilə birləşərək məsamələri doldurur. Sinterləmə zamanı ölçü dəyişikliyi kiçikdir və bu da onu mürəkkəb formalı məhsulların sənaye istehsalı üçün uyğun edir.
Tipik tətbiqlər: Yüksək temperaturlu soba avadanlığı, şüalanan borular, istilik dəyişdiriciləri, kükürdsüzləşdirmə burunları; Aşağı istilik genişlənmə əmsalı, yüksək elastiklik modulu və tor əmələ gətirmə xüsusiyyətlərinə görə kosmik reflektorlar üçün ideal bir material halına gəlmişdir; Həmçinin elektron borular və yarımkeçirici çip istehsal avadanlığı üçün dəstəkləyici qurğu kimi kvars şüşəsini əvəz edə bilər.
3. İsti preslənmiş sinterlənmiş SiC keramika (HP SiC)
Əsas üstünlüyü: Yüksək temperatur və yüksək təzyiq altında sinxron sinterləmə, toz termoplastik vəziyyətdədir ki, bu da kütlə ötürülməsi prosesinə əlverişlidir. Daha aşağı temperaturda və daha qısa müddətdə incə dənəli, yüksək sıxlığa və yaxşı mexaniki xüsusiyyətlərə malik məhsullar istehsal edə bilər və tam sıxlığa və demək olar ki, təmiz sinterləmə vəziyyətinə nail ola bilər.
Tipik tətbiq: Əvvəlcə Vyetnam müharibəsi zamanı ABŞ vertolyot heyəti üzvləri üçün güllə keçirməyən jilet kimi istifadə edilən zireh bazarı isti preslənmiş bor karbidi ilə əvəz edildi; Hal-hazırda, əsasən tərkib nəzarəti, təmizlik və sıxlıq üçün son dərəcə yüksək tələblərə malik sahələr, eləcə də aşınmaya davamlı və nüvə sənayesi sahələri kimi yüksək əlavə dəyərli ssenarilərdə istifadə olunur.
4. Yenidən kristallaşdırılmış SiC keramikası (R-SiC)
Əsas üstünlük: Sinterləmə vasitələri əlavə etməyə ehtiyac yoxdur, bu, ultra yüksək təmizlikli və böyük SiC cihazlarının hazırlanması üçün geniş yayılmış bir üsuldur. Proses, iri və incə SiC tozlarının mütənasib şəkildə qarışdırılmasını və formalaşdırılmasını, 2200~2450 ℃ temperaturda inert atmosferdə sinterləşdirilməsini əhatə edir. İncə hissəciklər iri hissəciklər arasındakı təmasda buxarlanır və kondensasiya olunaraq keramika əmələ gətirir və sərtliyi yalnız almazdan sonra ikinci yerdədir. SiC yüksək yüksək temperatur möhkəmliyini, korroziyaya davamlılığını, oksidləşməyə davamlılığını və istilik zərbəsinə davamlılığını qoruyur.
Tipik tətbiqlər: Yüksək temperaturlu soba mebelləri, istilik dəyişdiriciləri, yanma burunları; Aerokosmik və hərbi sahələrdə, avadanlıqların işini və xidmət müddətini yaxşılaşdıra bilən mühərriklər, quyruq üzgəcləri və gövdə kimi kosmik gəmilərin struktur komponentlərinin istehsalında istifadə olunur.
5. Silikonla sızan SiC keramikası (SiSiC)
Əsas üstünlükləri: Sənaye istehsalı üçün ən uyğundur, qısa sinterləmə müddəti, aşağı temperatur, tam sıxlıq və deformasiyaya uğramamış, SiC matrisindən və infiltrasiya olunmuş Si fazasından ibarətdir və iki prosesə bölünür: maye infiltrasiyası və qaz infiltrasiyası. Sonuncu daha yüksək qiymətə malikdir, lakin sərbəst silikonun daha yaxşı sıxlığı və vahidliyinə malikdir.
Tipik tətbiqlər: aşağı məsaməlilik, yaxşı hava keçirməzliyi və aşağı müqavimət statik elektrik enerjisinin aradan qaldırılmasına kömək edir, böyük, mürəkkəb və ya içi boş hissələrin istehsalı üçün uyğundur, yarımkeçirici emal avadanlıqlarında geniş istifadə olunur; Yüksək elastiklik modulu, yüngül çəkisi, yüksək möhkəmliyi və əla hava keçirməzliyi sayəsində kosmik mühitlərdə yüklərə davam gətirə bilən və avadanlıqların dəqiqliyini və təhlükəsizliyini təmin edə bilən aerokosmik sahədə üstünlük verilən yüksək performanslı materialdır.
Yazı vaxtı: 02 sentyabr 2025