Материал таануунун кеңири тармагында кремний карбидинин керамикасы жогорку катуулук, жогорку бекемдик, жакшы жылуулук туруктуулугу жана химиялык туруктуулук сыяктуу эң сонун касиеттеринин аркасында көптөгөн жогорку технологиялык тармактардын "сүйүктүүсүнө" айланды. Аэрокосмостук өнөр жайдан жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүгө, жаңы энергиялык унаалардан өнөр жай техникасына чейин кремний карбидинин керамикасы алмаштыргыс ролду ойнойт. Кремний карбидинин керамикасын даярдоо процессинде бышыруу ыкмасы анын касиеттерин жана колдонуу диапазонун аныктоочу негизги фактор болуп саналат. Бүгүн биз кремний карбидин бышыруу процессин тереңирээк изилдеп, бышыруу реакциясынын уникалдуу артыкчылыктарын изилдөөгө көңүл бурабыз.кремний карбидинин керамикасы.
Кремний карбидин бышыруу үчүн кеңири таралган ыкмалар
Кремний карбидин бышыруу үчүн ар кандай ыкмалар бар, алардын ар бири өзүнүн уникалдуу принциптерине жана мүнөздөмөлөрүнө ээ.
1. Ысык пресстөө менен бышыруу: Бул бышыруу ыкмасы кремний карбид порошогун калыпка салып, ысытуу учурунда белгилүү бир басым жасап, калыптоо жана бышыруу процесстерин бир убакта аяктоону камтыйт. Ысык пресстөө менен бышыруу салыштырмалуу төмөн температурада жана кыска убакыттын ичинде, майда данча өлчөмүндө жана жакшы механикалык касиеттерге ээ тыгыз кремний карбид керамикасын алууга болот. Бирок, ысык пресстөө менен бышыруу жабдуулары татаал, калыптын баасы жогору, өндүрүш процессинин талаптары катуу жана жөнөкөй формадагы тетиктерди гана даярдоого болот, бул өндүрүштүн натыйжалуулугун төмөндөтөт, бул белгилүү бир деңгээлде анын кеңири масштабда колдонулушун чектейт.
2. Атмосфералык басым менен бышыруу: Атмосфералык басым менен бышыруу – бул кремний карбидин атмосфералык басым жана инерттүү атмосфера шарттарында 2000-2150 ℃ чейин ысытуу жана тиешелүү бышыруу каражаттарын кошуу менен тыгыздаштыруучу бышыруу процесси. Ал эки процесске бөлүнөт: катуу абалдагы бышыруу жана суюк фазадагы бышыруу. Катуу фазадагы бышыруу кремний карбидинин жогорку тыгыздыгына жетишүүгө мүмкүндүк берет, кристаллдардын ортосунда айнек фазасы жок жана жогорку температурадагы эң сонун механикалык касиеттерге ээ; Суюк фазадагы бышыруу төмөнкү бышыруу температурасы, дандын өлчөмүнүн кичине болушу жана материалдын ийилүү күчү жана сынуу бышыктыгы сыяктуу артыкчылыктарга ээ. Атмосфералык басым менен бышыруу продуктунун формасына жана өлчөмүнө эч кандай чектөөлөрдү койбойт, өндүрүш чыгымдарынын төмөндүгүнө жана материалдын эң сонун комплекстүү касиеттерине ээ, бирок бышыруу температурасы жогору жана энергияны көп сарптайт.
3. Реакциялык бышыруу: Реакциялык бышыруу кремний карбиди 1950-жылдары П. Поппер тарабынан сунушталган. Бул процесс көмүртек булагын жана кремний карбид порошогун аралаштыруу жана жашыл денени инъекциялык калыптоо, кургак пресстөө же муздак изостатикалык пресстөө сыяктуу ыкмалар менен даярдоону камтыйт. Андан кийин, запчасть вакуумда же инерттүү атмосферада 1500 ℃ жогору температурага чейин ысытылат, бул учурда катуу кремний суюк кремнийге эрип, ал капиллярдык аракет аркылуу запчасть камтыган тешикчелерге инфильтрацияланат. Суюк кремний же кремний буусу жашыл денеде C2 менен химиялык реакцияга кирет, ал эми in situ пайда болгон β – SiC2 жашыл денедеги баштапкы SiC2 бөлүкчөлөрү менен биригип, реакциялык бышыруу кремний карбидинин керамикалык материалдарын түзөт.
Кремний карбидинин керамикасын реакциялык бышыруу ыкмаларынын артыкчылыктары
Башка бышыруу ыкмалары менен салыштырганда, реакция менен бышырууланган кремний карбидинин керамикасы көптөгөн маанилүү артыкчылыктарга ээ:
1. Төмөнкү бышыруу температурасы жана башкарылуучу баасы: Реакциянын бышыруу температурасы, адатта, атмосфералык бышыруу температурасынан төмөн болот, бул энергияны керектөөнү жана бышыруу жабдуулары үчүн жогорку температуралык иштөө талаптарын бир топ азайтат. Бышыруу температурасынын төмөндүгү жабдууларды тейлөө чыгымдарын жана өндүрүш процессинде энергияны керектөөнү азайтып, өндүрүш чыгымдарын натыйжалуу түрдө азайтат. Бул реакциялык бышыруу кремний карбидинин керамикасын ири масштабдуу өндүрүштө олуттуу экономикалык артыкчылыктарга ээ кылат.
2. Татаал структуралар үчүн ылайыктуу, таза өлчөмдөгү формалоо: Реакциялык бышыруу процессинде материал дээрлик көлөмдүк кичирейүүгө дуушар болбойт. Бул мүнөздөмө аны чоң өлчөмдөгү, татаал формадагы структуралык компоненттерди даярдоо үчүн өзгөчө ылайыктуу кылат. Так механикалык компоненттерби же чоң өнөр жай жабдууларынын компоненттериби, реакциялык бышыруу менен ....
3. Материалдын тыгыздалышынын жогорку деңгээли: Реакция шарттарын акылга сыярлык көзөмөлдөө менен, реакциялык бышыруу кремний карбидинин керамикасынын тыгыздалышынын жогорку деңгээлине жетише алат. Тыгыз структура материалга жогорку ийилүү күчү жана кысуу күчү сыяктуу эң сонун механикалык касиеттерди берет, бул ага олуттуу тышкы күчтөрдүн астында структуралык бүтүндүктү сактоого мүмкүндүк берет. Ошол эле учурда, тыгыз структура материалдын эскирүүгө жана коррозияга туруктуулугун жогорулатат, бул анын катаал жумушчу чөйрөлөрдө туруктуу иштешине жана кызмат мөөнөтүн узартууга мүмкүндүк берет.
4. Жакшы химиялык туруктуулук: Реакция менен синтезделген кремний карбидинин керамикасы күчтүү кислоталарга жана эриген металлдарга эң сонун туруктуулукка ээ. Химиялык жана металлургиялык сыяктуу тармактарда жабдуулар көп учурда ар кандай дат басуучу чөйрөлөр менен байланышта болушу керек. Реакция менен синтезделген кремний карбидинин керамикасы бул чөйрөлөрдүн эрозиясына натыйжалуу туруштук бере алат, жабдуулардын нормалдуу иштешин камсыздайт, техникалык тейлөө жана алмаштыруу чыгымдарын азайтат жана өндүрүштүн үзгүлтүксүздүгүн жана туруктуулугун жакшыртат.
Ар кандай тармактарда кеңири колдонулат
Ушул артыкчылыктары менен реакциялык синтезделген кремний карбиддик керамика көптөгөн тармактарда кеңири колдонулуп келет. Жогорку температурадагы меш жабдуулары тармагында ал жогорку температуралуу чөйрөлөргө туруштук бере алат жана мештердин натыйжалуу иштешин камсыздай алат; жылуулук алмаштыргычтарда алардын эң сонун жылуулук өткөрүмдүүлүгү жана коррозияга туруктуулугу аларды идеалдуу материалдык тандоого айлантат; күкүртсүздөндүрүүчү соплолор сыяктуу айлана-чөйрөнү коргоочу жабдууларда ал коррозиялуу чөйрөнүн эрозиясына туруштук бере алат жана жабдуулардын узак мөөнөттүү туруктуу иштешин камсыздай алат. Мындан тышкары, реакциялык синтезделген кремний карбиддик керамика фотоэлектрика жана аэрокосмос сыяктуу жогорку класстагы тармактарда да маанилүү ролду ойнойт.
Реакция менен бышырмаланган кремний карбидинин керамикасы өзүнүн уникалдуу артыкчылыктарынан улам кремний карбидинин керамика үй-бүлөсүндө маанилүү орунду ээлейт. Технологиянын тынымсыз өнүгүшү жана процесстерди тынымсыз оптималдаштыруу менен, реакция менен бышырмаланган кремний карбидинин керамикасы көптөгөн тармактарда өзүнүн эң сонун көрсөткүчтөрүн көрсөтүп, ар кандай тармактардын өнүгүшүнө күчтүү материалдык колдоо көрсөтөт деп ишенишет.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 13-июну