Кремний карбид (SiC) керамикатөмөн жылуулук кеңейүү коэффициенти, жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк, жогорку катуулук жана мыкты жылуулук жана химиялык туруктуулугу үчүн жогорку температуралык структуралык керамика тармагында негизги материал болуп калды. Алар аэрокосмостук, атомдук энергетика, аскердик жана жарым өткөргүчтөр сыяктуу негизги тармактарда кеңири колдонулат.
Бирок, өтө күчтүү коваленттик байланыштар жана SiC аз диффузия коэффициенти анын тыгыздалышын кыйындатат. Ушул максатта, өнөр жай ар кандай агломерация технологияларын иштеп чыккан жана ар кандай технологиялар менен даярдалган SiC керамика микроструктурасы, касиеттери жана колдонуу сценарийлери боюнча олуттуу айырмачылыктарга ээ. Бул жерде беш негизги кремний карбид керамикасынын негизги мүнөздөмөлөрүнүн талдоо болуп саналат.
1. Басымсыз агломерацияланган SiC керамика (S-SiC)
Негизги артыкчылыктары: бир нече калыптоо процесстери үчүн ылайыктуу, арзан баада, формасы жана өлчөмү менен чектелбейт, бул массалык өндүрүшкө жетүү үчүн эң оңой агломерация ыкмасы. Кычкылтектин микросхемаларын камтыган β – SiC ге бор менен көмүрдү кошуп, аны инерттүү атмосферада 2000 ℃ге жакын агломерациялоо менен теориялык тыгыздыгы 98% болгон агломерацияланган денени алууга болот. Эки процесс бар: катуу фаза жана суюк фаза. Биринчиси жогорку тыгыздыкка жана тазалыкка, ошондой эле жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүккө жана жогорку температуралык күчкө ээ.
Типтүү колдонмолор: эскирүүгө туруктуу жана коррозияга туруктуу пломбалуу шакекчелерди жана жылма подшипниктерди массалык түрдө өндүрүү; Катуулугу, салыштырмалуу салмагы төмөн жана баллистикалык көрсөткүчтөрү жакшы болгондуктан, ал унаалар жана кемелер үчүн ок өтпөс соот катары, ошондой эле жарандык сейфтерди жана накталай акча ташуучу унааларды коргоо үчүн кеңири колдонулат. Анын көп соккуга туруштук берүүсү кадимки SiC керамикасынан жогору, ал эми цилиндр түрүндөгү жеңил коргоочу сооттун сынуу чекити 65 тоннадан ашат.
2. Реакция агломерацияланган SiC керамика (RB SiC)
Негизги артыкчылыктары: Мыкты механикалык аткаруу, жогорку күч, коррозияга каршылык, жана кычкылданууга каршылык; Төмөн агломерация температурасы жана баасы, таза өлчөмүнө жакын түзүүгө жөндөмдүү. Процесс көмүртек булагын SiC порошок менен аралаштырууну камтыйт. Жогорку температурада эриген кремний бланкага кирип, көмүртек менен реакцияга кирип, β – SiC пайда кылат, ал баштапкы α – SiC менен биригип, тешикчелерди толтурат. Агломерациялоодо өлчөмүнүн өзгөрүшү анча чоң эмес, бул татаал формадагы буюмдарды өнөр жайлык өндүрүүгө ылайыктуу.
Типтүү колдонмолор: Жогорку температурадагы меш жабдуулары, нурлануучу түтүктөр, жылуулук алмаштыргычтар, күкүрттөн арылтуу учтары; Төмөн жылуулук кеңейүү коэффициенти, жогорку ийкемдүү модулу жана нетто түзүүчү өзгөчөлүктөрүнөн улам космостук чагылдыргычтар үчүн идеалдуу материал болуп калды; Ал ошондой эле электрондук түтүктөрдү жана жарым өткөргүч микросхемаларын өндүрүүчү жабдууларды колдоочу арматура катары кварц айнегин алмаштыра алат.
3. Ысык пресстелген SiC керамика (HP SiC)
Негизги артыкчылыгы: жогорку температура жана жогорку басым астында синхрондуу агломерациялоо, порошок термопластикалык абалда, бул массаны өткөрүү процессине ыңгайлуу. Ал төмөнкү температурада жана кыска убакытта майда бүртүкчөлөрү, жогорку тыгыздык жана жакшы механикалык касиеттери бар продукцияны өндүрө алат жана толук тыгыздыкка жана таза агломерация абалына жете алат.
Типтүү колдонуу: Башында Вьетнам согушу учурунда америкалык тик учактын экипаж мүчөлөрү үчүн ок өтпөс жилеттер катары колдонулган, курал-жарак рыногу ысык пресстелген бор карбиди менен алмаштырылган; Азыркы учурда, ал көбүнчө жогорку кошумча нарктуу сценарийлерде колдонулат, мисалы, курамын көзөмөлдөө, тазалык жана тыгыздык үчүн өтө жогорку талаптары бар талаалар, ошондой эле эскирүүгө туруктуу жана өзөктүк өнөр жай талааларында.
4. Кайра кристаллдашкан SiC керамика (R-SiC)
Негизги артыкчылыгы: агломерациялоочу каражаттарды кошуунун кереги жок, бул өтө жогорку тазалыктагы жана чоң SiC түзүлүштөрүн даярдоонун кеңири таралган ыкмасы. Процесс ири жана майда SiC порошокторун пропорцияда аралаштырып, аларды 2200 ~ 2450 ℃ температурада инерттүү атмосферада агломерациялоону камтыйт. Майда бөлүкчөлөр бууланып, одоно бөлүкчөлөрдүн ортосундагы контактта конденсацияланып, керамика пайда болот, катуулугу алмаздан кийин гана болот. SiC жогорку температурага, коррозияга туруктуулукту, кычкылданууга каршылыкты жана термикалык соккуга туруктуулукту сактайт.
Типтүү колдонмолор: Жогорку температурадагы меш эмеректери, жылуулук алмаштыргычтар, күйүүчү түтүктөр; Аэрокосмостук жана аскердик тармактарда, ал аппараттын иштешин жана кызмат мөөнөтүн жакшыртууга мүмкүн болгон кыймылдаткычтар, куйрук канаттары жана фюзеляж сыяктуу космостук аппараттардын структуралык компоненттерин өндүрүү үчүн колдонулат.
5. Кремний инфильтрацияланган SiC керамика (SiSiC)
Негизги артыкчылыктары: Өнөр жай өндүрүшү үчүн эң ылайыктуу, агломерациялоо убактысы кыска, температурасы төмөн, толук тыгыз жана деформацияланбаган, SiC матрицасы жана инфильтрацияланган Si фазасынан турат, эки процесске бөлүнгөн: суюктук инфильтрация жана газ инфильтрация. Акыркысы кымбатыраак, бирок эркин кремнийдин тыгыздыгы жана бирдейлиги жакшы.
Типтүү колдонмолор: аз көзөнөктүүлүк, жакшы герметикалык жана төмөн каршылык статикалык электрди жок кылууга өбөлгө түзөт, чоң, татаал же көңдөй тетиктерди өндүрүү үчүн ылайыктуу, жарым өткөргүчтөрдү иштетүүчү жабдууларда кеңири колдонулат; Улам жогорку ийкемдүү модулу, жеңил, жогорку бекемдик жана мыкты герметикалык, космостук чөйрөдө жүктөрдү туруштук бере алат жана жабдуулардын тактыгын жана коопсуздугун камсыз кыла алат, аэрокосмос тармагында артыкчылыктуу жогорку натыйжалуу материал болуп саналат.
Посттун убактысы: 02-02-2025