Siliciumcarbid (SiC) ist eine kovalente Verbindung aus Kohlenstoff und Silicium und bekannt für seine hervorragenden Eigenschaften, darunter hohe Verschleißfestigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit, starke Korrosionsbeständigkeit und hohe Wärmeleitfähigkeit. Diese Eigenschaften machen Siliciumcarbid zu einem idealen Werkstoff für vielfältige Anwendungen in verschiedenen Branchen, darunter Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau, Petrochemie, Metallverarbeitung und Elektronik. Es eignet sich besonders für die Herstellung verschleißfester und hochtemperaturbeständiger Bauteile. Die Entwicklung reaktionsgesinterter Siliciumcarbidkeramiken hat maßgeblich zur Erweiterung der industriellen Anwendungsmöglichkeiten dieses vielseitigen Werkstoffs beigetragen.
Die traditionelle Herstellungsmethodereaktionsgesinterte SiliciumcarbidkeramikenDie Methode besteht darin, Siliciumcarbidpulver mit einer geringen Menge Kohlenstoffpulver zu vermischen. Das Gemisch durchläuft eine Hochtemperatur-Siliciumisierungsreaktion, um ein dichtes Keramikmaterial zu bilden. Dieses traditionelle Verfahren hat jedoch Nachteile. Der Sinterprozess ist durch lange Dauer, hohe Temperaturen und hohen Energieverbrauch gekennzeichnet, was zu hohen Produktionskosten führt. Da die Anforderungen der Industrie an Siliciumcarbid-Keramikformen immer komplexer werden, treten die Grenzen traditioneller Methoden zunehmend deutlicher hervor.
In den letzten Jahren hat sich die Verwendung von Siliciumcarbid-Nanopulvern als vielversprechende Lösung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Siliciumcarbid-Keramiken erwiesen. Mit Nanopulvern lassen sich Keramiken mit höherer Sinterdichte und Biegefestigkeit herstellen. Allerdings sind die Kosten für Siliciumcarbid-Nanopulver relativ hoch und übersteigen oft 10.000 Yuan pro Tonne, was ein großes Hindernis für eine breite Anwendung und die großtechnische Produktion darstellt. Diese wirtschaftliche Herausforderung erfordert die Erforschung alternativer Rohstoffe und Verfahren, um die Herstellung von Siliciumcarbid-Keramiken wirtschaftlicher und kostengünstiger zu gestalten.
Die Möglichkeit, komplexe Formen und größere Bauteile herzustellen, eröffnet neue Anwendungsgebiete für Siliziumkarbidkeramik. Branchen, die komplexe Designs und Hochleistungsmaterialien benötigen, können von diesem innovativen Herstellungsverfahren profitieren. Die Designflexibilität und das Potenzial für die Massenproduktion hochwertiger Siliziumkarbidkeramik könnten zu bedeutenden Fortschritten in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der Elektronik führen, wo die Materialeigenschaften von entscheidender Bedeutung sind.
Veröffentlichungsdatum: 09.11.2024