Ceramica di carburo di siliciu (SiC)sò diventati u materiale principale in u campu di a ceramica strutturale à alta temperatura per via di u so bassu coefficientu di dilatazione termica, l'alta conducibilità termica, l'alta durezza è l'eccellente stabilità termica è chimica. Sò largamente aduprati in campi chjave cum'è l'aerospaziale, l'energia nucleare, l'armata è i semiconduttori.
Tuttavia, i ligami covalenti estremamente forti è u bassu coefficientu di diffusione di SiC rendenu difficiule a so densificazione. À questu scopu, l'industria hà sviluppatu diverse tecnulugie di sinterizzazione, è e ceramiche SiC preparate da diverse tecnulugie anu differenze significative in microstruttura, proprietà è scenarii d'applicazione. Eccu un'analisi di e caratteristiche principali di cinque ceramiche di carburo di siliciu principali.
1. Ceramica SiC sinterizzata senza pressione (S-SiC)
Vantaghji principali: Adatta per parechji prucessi di stampaggio, à bassu costu, senza limitazione di forma è dimensione, hè u metudu di sinterizazione u più faciule per ottene una pruduzzione di massa. Aghjunghjendu boru è carbone à β-SiC chì cuntene tracce d'ossigenu è sinterizendulu sottu una atmosfera inerte à circa 2000 ℃, si pò ottene un corpu sinterizatu cù una densità teorica di 98%. Ci sò dui prucessi: fase solida è fase liquida. A prima hà una densità è una purezza più elevate, è ancu una alta conducibilità termica è una resistenza à alta temperatura.
Applicazioni tipiche: Produzione di massa di anelli di tenuta è cuscinetti scorrevoli resistenti à l'usura è à a corrosione; A causa di a so alta durezza, a so bassa gravità specifica è e so bone prestazioni balistiche, hè largamente aduprata cum'è armatura antiproiettile per veiculi è navi, è ancu per a prutezzione di casseforti civili è veiculi di trasportu di contanti. A so resistenza à i colpi multipli hè superiore à a ceramica SiC ordinaria, è u puntu di frattura di l'armatura protettiva ligera cilindrica pò ghjunghje à più di 65 tunnellate.
2. Ceramica SiC sinterizzata per reazione (RB SiC)
Vantaghji principali: Eccellenti prestazioni meccaniche, alta resistenza, resistenza à a corrosione è resistenza à l'ossidazione; Bassa temperatura è costu di sinterizzazione, capace di furmà una dimensione quasi netta. U prucessu implica a miscelazione di una fonte di carbone cù polvere di SiC per pruduce una billetta. À alte temperature, u siliciu fusu s'infiltra in a billetta è reagisce cù u carbone per furmà β-SiC, chì si combina cù l'α-SiC originale è riempie i pori. U cambiamentu di dimensione durante a sinterizzazione hè chjucu, rendendulu adattatu per a pruduzzione industriale di prudutti di forma cumplessa.
Applicazioni tipiche: Attrezzature di fornu à alta temperatura, tubi radianti, scambiatori di calore, ugelli di desulfurizazione; A causa di u so bassu coefficientu di dilatazione termica, l'altu modulu elasticu è e caratteristiche di furmazione quasi netta, hè diventatu un materiale ideale per i riflettori spaziali; Pò ancu rimpiazzà u vetru di quarzu cum'è supportu per tubi elettronichi è apparecchiature di fabricazione di chip semiconduttori.
3. Ceramica SiC sinterizzata pressata à caldu (HP SiC)
Vantaghju principale: Sinterizazione sincrona à alta temperatura è alta pressione, a polvere hè in un statu termoplasticu, chì hè favurevule à u prucessu di trasferimentu di massa. Pò pruduce prudutti cù grani fini, alta densità è bone proprietà meccaniche à temperature più basse è in un tempu più cortu, è pò ottene una densità cumpleta è un statu di sinterizazione quasi puru.
Applicazione tipica: Aduprati inizialmente cum'è gilet antiproiettile per i membri di l'equipaggiu di l'elicotteri americani durante a Guerra di Vietnam, u mercatu di l'armature hè statu rimpiazzatu da u carburo di boru pressatu à caldu; Attualmente, hè principalmente adupratu in scenarii à altu valore aghjuntu, cum'è campi cù esigenze estremamente elevate per u cuntrollu di a cumpusizione, a purità è a densificazione, è ancu campi resistenti à l'usura è l'industria nucleare.
4. Ceramica di SiC ricristallizzata (R-SiC)
Vantaghju principale: Ùn ci hè bisognu d'aghjunghje aiuti di sinterizazione, hè un metudu cumunu per preparà dispositivi SiC di purezza ultra-alta è di grande dimensione. U prucessu implica a mistura di polveri di SiC grossolane è fini in proporzione è a so furmazione, sinterizendule in una atmosfera inerte à 2200 ~ 2450 ℃. E particelle fini evaporanu è si condensanu à u cuntattu trà e particelle grossolane per furmà ceramica, cù una durezza seconda solu à u diamante. U SiC mantene una alta resistenza à alta temperatura, resistenza à a corrosione, resistenza à l'ossidazione è resistenza à i shock termichi.
Applicazioni tipiche: Mobili di fornu à alta temperatura, scambiatori di calore, ugelli di combustione; In i campi aerospaziali è militari, hè adupratu per fabricà cumpunenti strutturali di navi spaziali cum'è motori, pinne di coda è fusoliera, chì ponu migliurà e prestazioni è a vita di serviziu di l'equipaggiu.
5. Ceramica SiC infiltrata di siliciu (SiSiC)
Vantaghji principali: Più adattatu per a pruduzzione industriale, cù un tempu di sinterizazione cortu, bassa temperatura, cumpletamente densu è micca deformatu, cumpostu di matrice SiC è fase Si infiltrata, divisu in dui prucessi: infiltrazione liquida è infiltrazione di gas. Quest'ultima hà un costu più altu ma una migliore densità è uniformità di u siliciu liberu.
Applicazioni tipiche: bassa porosità, bona tenuta à l'aria è bassa resistenza sò favurevuli à l'eliminazione di l'elettricità statica, adatta per a pruduzzione di pezzi grandi, cumplessi o cavi, largamente aduprati in apparecchiature di trasfurmazione di semiconduttori; A causa di u so altu modulu elasticu, ligeru, alta resistenza è eccellente tenuta à l'aria, hè u materiale d'alta prestazione preferitu in u campu aerospaziale, chì pò sustene carichi in ambienti spaziali è assicurà a precisione è a sicurezza di l'apparecchiature.
Data di publicazione: 02-Set-2025