सिलिकन कार्बाइड सिरेमिकको "क्लोन प्रविधि": पाँच मुख्यधारा प्रकारहरूको विश्लेषण

सिलिकन कार्बाइड (SiC) सिरेमिककम थर्मल विस्तार गुणांक, उच्च थर्मल चालकता, उच्च कठोरता, र उत्कृष्ट थर्मल र रासायनिक स्थिरताका कारण उच्च-तापमान संरचनात्मक सिरेमिकको क्षेत्रमा मुख्य सामग्री बनेको छ। तिनीहरू एयरोस्पेस, आणविक ऊर्जा, सैन्य, र अर्धचालक जस्ता प्रमुख क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
यद्यपि, अत्यन्तै बलियो सहसंयोजक बन्धन र SiC को कम प्रसार गुणांकले यसको घनत्वलाई गाह्रो बनाउँछ। यस उद्देश्यका लागि, उद्योगले विभिन्न सिन्टरिङ प्रविधिहरू विकास गरेको छ, र विभिन्न प्रविधिहरूद्वारा तयार पारिएका SiC सिरेमिकहरूमा सूक्ष्म संरचना, गुणहरू र अनुप्रयोग परिदृश्यहरूमा महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू छन्। यहाँ पाँच मुख्यधारा सिलिकन कार्बाइड सिरेमिकहरूको मुख्य विशेषताहरूको विश्लेषण छ।
१. ननप्रेसर सिन्टर गरिएको SiC सिरेमिक (S-SiC)
मुख्य फाइदाहरू: धेरै मोल्डिङ प्रक्रियाहरूको लागि उपयुक्त, कम लागत, आकार र आकार द्वारा सीमित छैन, यो ठूलो मात्रामा उत्पादन प्राप्त गर्ने सबैभन्दा सजिलो सिन्टरिङ विधि हो। अक्सिजनको ट्रेस मात्रा भएको β - SiC मा बोरोन र कार्बन थपेर र लगभग 2000 ℃ मा निष्क्रिय वातावरण अन्तर्गत सिन्टर गरेर, 98% को सैद्धान्तिक घनत्व भएको सिन्टर गरिएको शरीर प्राप्त गर्न सकिन्छ। त्यहाँ दुई प्रक्रियाहरू छन्: ठोस चरण र तरल चरण। पहिलोमा उच्च घनत्व र शुद्धता, साथै उच्च थर्मल चालकता र उच्च-तापमान शक्ति छ।
विशिष्ट अनुप्रयोगहरू: पहिरन-प्रतिरोधी र जंग-प्रतिरोधी सिलिङ रिङहरू र स्लाइडिङ बियरिङहरूको ठूलो उत्पादन; यसको उच्च कठोरता, कम विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण, र राम्रो ब्यालिस्टिक प्रदर्शनको कारण, यो व्यापक रूपमा सवारी साधन र जहाजहरूको लागि बुलेटप्रुफ आर्मरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, साथै नागरिक सुरक्षितहरू र नगद ढुवानी सवारी साधनहरूको सुरक्षाको लागि। यसको बहु-हिट प्रतिरोध साधारण SiC सिरेमिक भन्दा उच्च छ, र बेलनाकार हल्का वजनको सुरक्षात्मक आर्मरको फ्र्याक्चर बिन्दु 65 टन भन्दा बढी पुग्न सक्छ।
२. प्रतिक्रिया सिन्टर्ड SiC सिरेमिक (RB SiC)
मुख्य फाइदाहरू: उत्कृष्ट मेकानिकल प्रदर्शन, उच्च शक्ति, जंग प्रतिरोध, र अक्सिडेशन प्रतिरोध; कम सिन्टरिङ तापक्रम र लागत, नेट आकारको नजिक बन्न सक्षम। प्रक्रियामा कार्बन स्रोतलाई SiC पाउडरसँग मिसाएर बिलेट उत्पादन गर्ने समावेश छ। उच्च तापक्रममा, पग्लिएको सिलिकन बिलेटमा घुस्छ र कार्बनसँग प्रतिक्रिया गरेर β – SiC बनाउँछ, जुन मूल α – SiC सँग मिल्छ र छिद्रहरू भर्छ। सिन्टरिङको समयमा आकार परिवर्तन सानो हुन्छ, जसले यसलाई जटिल आकारका उत्पादनहरूको औद्योगिक उत्पादनको लागि उपयुक्त बनाउँछ।
विशिष्ट अनुप्रयोगहरू: उच्च तापक्रम भट्टी उपकरणहरू, रेडियन्ट ट्यूबहरू, ताप एक्सचेन्जरहरू, डिसल्फराइजेशन नोजलहरू; यसको कम थर्मल विस्तार गुणांक, उच्च लोचदार मोड्युलस, र नजिकको नेट बनाउने विशेषताहरूको कारण, यो अन्तरिक्ष परावर्तकहरूको लागि एक आदर्श सामग्री बनेको छ; यसले इलेक्ट्रोनिक ट्यूबहरू र अर्धचालक चिप निर्माण उपकरणहरूको लागि सहायक फिक्स्चरको रूपमा क्वार्ट्ज गिलासलाई पनि प्रतिस्थापन गर्न सक्छ।

३. तातो प्रेस गरिएको सिन्टर गरिएको SiC सिरेमिक (HP SiC)
मुख्य फाइदा: उच्च तापक्रम र उच्च चापमा सिंक्रोनस सिन्टरिङ, पाउडर थर्मोप्लास्टिक अवस्थामा हुन्छ, जुन मास ट्रान्सफर प्रक्रियाको लागि अनुकूल हुन्छ। यसले कम तापक्रममा र छोटो समयमा राम्रो दाना, उच्च घनत्व र राम्रो मेकानिकल गुणहरू भएका उत्पादनहरू उत्पादन गर्न सक्छ, र पूर्ण घनत्व र लगभग शुद्ध सिन्टरिङ अवस्था प्राप्त गर्न सक्छ।
विशिष्ट प्रयोग: भियतनाम युद्धको समयमा अमेरिकी हेलिकप्टर चालक दलका सदस्यहरूका लागि बुलेटप्रुफ भेस्टको रूपमा मूल रूपमा प्रयोग गरिएको, कवच बजारलाई तातो प्रेस गरिएको बोरोन कार्बाइडले प्रतिस्थापन गरेको थियो; हाल, यो प्रायः उच्च मूल्य-वर्धित परिदृश्यहरूमा प्रयोग गरिन्छ, जस्तै संरचना नियन्त्रण, शुद्धता, र घनत्वको लागि अत्यधिक उच्च आवश्यकताहरू भएका क्षेत्रहरू, साथै पहिरन-प्रतिरोधी र आणविक उद्योग क्षेत्रहरू।
४. पुन: स्थापना गरिएको SiC सिरेमिक (R-SiC)
मुख्य फाइदा: सिन्टरिङ एड्स थप्न आवश्यक पर्दैन, यो अति-उच्च शुद्धता र ठूला SiC उपकरणहरू तयार गर्ने एक सामान्य विधि हो। यस प्रक्रियामा मोटो र मसिनो SiC पाउडरहरूलाई अनुपातमा मिसाएर बनाउने र तिनीहरूलाई बनाउने, २२०० ~ २४५० ℃ मा निष्क्रिय वातावरणमा सिन्टर गर्ने समावेश छ। मसिनो कणहरू मोटो कणहरू बीचको सम्पर्कमा वाष्पीकरण हुन्छन् र सिरेमिक बनाउँछन्, जसको कठोरता हीरा पछि दोस्रो स्थानमा हुन्छ। SiC ले उच्च उच्च-तापमान शक्ति, जंग प्रतिरोध, अक्सिडेशन प्रतिरोध, र थर्मल झटका प्रतिरोध कायम राख्छ।
विशिष्ट अनुप्रयोगहरू: उच्च तापक्रम भट्टी फर्निचर, ताप एक्सचेन्जरहरू, दहन नोजलहरू; एयरोस्पेस र सैन्य क्षेत्रमा, यो इन्जिन, टेल फिन र फ्युसेलेज जस्ता अन्तरिक्ष यान संरचनात्मक घटकहरू निर्माण गर्न प्रयोग गरिन्छ, जसले उपकरणको प्रदर्शन र सेवा जीवन सुधार गर्न सक्छ।
५. सिलिकन घुसपैठ गरिएको SiC सिरेमिक (SiSiC)
मुख्य फाइदाहरू: औद्योगिक उत्पादनको लागि सबैभन्दा उपयुक्त, छोटो सिंटरिङ समय, कम तापक्रम, पूर्ण रूपमा घना र विकृत नभएको, SiC म्याट्रिक्स र घुसपैठ गरिएको Si चरण मिलेर बनेको, दुई प्रक्रियाहरूमा विभाजित: तरल घुसपैठ र ग्यास घुसपैठ। पछिल्लोमा उच्च लागत छ तर राम्रो घनत्व र मुक्त सिलिकनको एकरूपता छ।
सामान्य अनुप्रयोगहरू: कम पोरोसिटी, राम्रो वायुरोधकता, र कम प्रतिरोध स्थिर बिजुली हटाउन अनुकूल छन्, ठूला, जटिल वा खोक्रो भागहरू उत्पादन गर्न उपयुक्त, अर्धचालक प्रशोधन उपकरणहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ; यसको उच्च लोचदार मोड्युलस, हल्का तौल, उच्च शक्ति, र उत्कृष्ट वायुरोधकताको कारण, यो एयरोस्पेस क्षेत्रमा मनपर्ने उच्च-प्रदर्शन सामग्री हो, जसले अन्तरिक्ष वातावरणमा भार सहन सक्छ र उपकरणको शुद्धता र सुरक्षा सुनिश्चित गर्न सक्छ।