Ogólne wyjaśnienie reakcji wiązania SiC

OgólnywyjaśnienieReakcjaPołączony SiC

SiC wiązany reakcyjnie charakteryzuje się właściwościami mechanicznymi i odpornością na utlenianie. Jego koszt jest stosunkowo niski. Obecnie cieszy się coraz większym zainteresowaniem w różnych gałęziach przemysłu.

SiC to bardzo silne wiązanie kowalencyjne. Podczas spiekania szybkość dyfuzji jest bardzo niska. Jednocześnie powierzchnia cząstek często pokrywa dość cienką warstwę tlenku, która pełni rolę bariery dyfuzyjnej. Czysty SiC jest trudno spiekany i zwarty bez dodatków spiekanych. Nawet jeśli stosuje się proces prasowania na gorąco, należy również dobrać odpowiednie dodatki. Tylko w bardzo wysokich temperaturach można uzyskać materiały o gęstości inżynieryjnej bliskiej gęstości teoretycznej, która powinna mieścić się w zakresie od 1950°C do 2200°C. Jednocześnie ich kształt i rozmiar będą ograniczone. Chociaż kompozyty SIC można uzyskać metodą osadzania z fazy gazowej, jest to ograniczone do wytwarzania materiałów o niskiej gęstości lub cienkich warstwach. Ze względu na długi czas bezwładności, koszty produkcji wzrosną.

Reakcyjne wiązanie SiC zostało wynalezione w latach 50. XX wieku przez Poppera. Podstawowa zasada działania jest następująca:

Pod wpływem sił kapilarnych ciekły krzem lub stop krzemu o reaktywnej aktywności wnika w porowatą ceramikę zawierającą węgiel, tworząc w reakcji węgiel-krzem. Nowo powstały węglik krzemu wiąże się z pierwotnymi cząsteczkami węglika krzemu in situ, a pozostałe pory w wypełniaczu wypełniane są impregnatem, co kończy proces zagęszczania.

W porównaniu z innymi procesami produkcji ceramiki z węglika krzemu, proces spiekania charakteryzuje się następującymi cechami:

Niska temperatura przetwarzania, krótki czas przetwarzania, brak konieczności stosowania specjalistycznego lub drogiego sprzętu;

Części łączone reakcyjnie, nie kurczące się ani nie zmieniające rozmiaru;

Zróżnicowane metody formowania (wytłaczanie, wtryskiwanie, prasowanie i odlewanie).

Istnieje więcej metod kształtowania. Podczas spiekania możliwe jest wytwarzanie produktów o dużych rozmiarach i złożonych kształtach bez użycia ciśnienia. Technologia wiązania reakcyjnego węglika krzemu jest badana od pół wieku. Technologia ta stała się jednym z głównych obszarów zainteresowania różnych gałęzi przemysłu ze względu na swoje unikalne zalety.