AllgemeinErklärung derReaktionGebundenes SiC
Reaktionsgebundenes SiC zeichnet sich durch gute mechanische Eigenschaften und Oxidationsbeständigkeit aus. Es ist vergleichsweise kostengünstig und findet daher in verschiedenen Branchen zunehmend Beachtung.
SiC weist eine sehr starke kovalente Bindung auf. Beim Sintern ist die Diffusionsrate sehr gering. Gleichzeitig ist die Oberfläche der Partikel oft von einer dünnen Oxidschicht bedeckt, die als Diffusionsbarriere wirkt. Reines SiC lässt sich ohne Sinteradditive kaum sintern und verdichten. Selbst beim Heißpressen müssen geeignete Additive ausgewählt werden. Nur bei sehr hohen Temperaturen, im Bereich von 1950 °C bis 2200 °C, können Materialien mit einer Dichte nahe der theoretischen Dichte hergestellt werden. Gleichzeitig sind Form und Größe jedoch eingeschränkt. SiC-Verbundwerkstoffe lassen sich zwar durch Dampfabscheidung herstellen, dieses Verfahren ist aber auf die Fertigung von Materialien mit geringer Dichte oder dünnen Schichten beschränkt. Aufgrund der langen Wartezeiten steigen die Produktionskosten.
Reaktionsgebundenes SiC wurde in den 1950er Jahren von Popper erfunden. Das Grundprinzip ist:
Unter dem Einfluss der Kapillarkraft drang flüssiges Silizium oder eine Siliziumlegierung mit hoher Reaktivität in poröse, kohlenstoffhaltige Keramik ein und bildete dabei Siliziumkohlenstoff. Das neu entstandene Siliziumkarbid verband sich in situ mit den ursprünglichen Siliziumkarbidpartikeln, und die verbleibenden Poren im Füllstoff wurden mit dem Imprägniermittel aufgefüllt, um den Verdichtungsprozess abzuschließen.
Im Vergleich zu anderen Verfahren zur Herstellung von Siliciumcarbidkeramik weist das Sinterverfahren folgende Merkmale auf:
Niedrige Verarbeitungstemperatur, kurze Verarbeitungszeit, keine Notwendigkeit spezieller oder teurer Ausrüstung;
Reaktionsgebundene Teile ohne Schrumpfung oder Größenänderung;
Verschiedene Formgebungsverfahren (Extrusion, Spritzguss, Pressen und Gießen).
Es gibt weitere Formgebungsverfahren. Beim Sintern lassen sich große und komplexe Produkte ohne Druckbeaufschlagung herstellen. Die Reaktionsbindungstechnologie von Siliciumcarbid wird seit einem halben Jahrhundert erforscht. Aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile hat sich diese Technologie zu einem Schwerpunkt verschiedener Branchen entwickelt.
Beitragszeit: 04. Mai 2018