От транспортных трубопроводов до новых энергетических транспортных средств, от высокотемпературных печей до космических спутников — материал, известный как «промышленный алмаз», незаметно меняет границы современного производства.Керамика из карбида кремния, сверхтвердый материал, по твердости уступающий только природному алмазу, производит тихую революцию в различных областях, таких как современная промышленность, полупроводники, аэрокосмическая промышленность и новая энергетика, благодаря своей высокой термостойкости, сильной радиационной стойкости и превосходной теплопроводности.
Когда «твердые кости» сталкиваются с точным производством
Если традиционная керамика в декоративно-прикладном искусстве – это бело-голубой фарфор, то керамика из карбида кремния в прецизионных приборах скорее напоминает швейцарские часы. Её твёрдость в 3-5 раз выше, чем у обычной керамики, и эта твёрдость, близкая к твёрдости натурального алмаза, делает процесс обработки похожим на резьбу по стальным пластинам – обычные режущие инструменты изнашиваются с поразительной скоростью. Ещё более сложно то, что «жёсткость» карбида кремния делает его склонным к растрескиванию кромок даже при малейшей ошибке в процессе обработки, особенно в случае некоторых тонкостенных деталей, требующих такой же осторожности, как и произведения искусства из хрусталя.
Однако требования современной промышленности стимулируют технологические прорывы. Инженеры обнаружили, что ключ к решению этой проблемы кроется в сочетании жёсткости и гибкости: сохранении внутренних свойств материала при точном контроле процесса обработки. Подобно тому, как лучшие повара осваивают жар, современные методы обработки постепенно укрощают этот неподатливый материал благодаря точному контролю температуры, давления и частоты вибрации.
Три ключа к разгадке промышленных алмазов
1. Горячее прессование
Это один из наиболее распространённых методов обработки керамики на основе карбида кремния. Этот метод заключается в помещении порошка карбида кремния или его смеси в горячую пресс-форму и формовке под воздействием высокой температуры и давления. Этот метод отличается высокой производительностью и точностью формовки и подходит для производства крупногабаритных изделий из керамики на основе карбида кремния, таких как режущие инструменты, горячетянутые алюминиевые пластины и т. д.
2. Затирка швов
Это недорогой и быстрый метод формования изделий из карбидкремниевой керамики. Этот метод заключается в смешивании порошка карбида кремния с другими добавками, добавлении их в воду для получения суспензии и впрыскивании в литьевую форму. Затем материал подвергается обработке и формованию путем сушки и высокотемпературного спекания, что обеспечивает короткий технологический цикл и низкую себестоимость. Этот метод подходит для изготовления высокопрочных, высокоплотных деталей и несущих элементов.
3. Порошковая металлургия
Порошковая металлургия — это метод смешивания и формования порошка карбида кремния в определённой пропорции с последующим спеканием при высокой температуре и давлении. Этот метод отличается простотой производства, разнообразием форм изделий и высокой точностью обработки, что делает его пригодным для производства прецизионных, высокопрочных и износостойких керамических изделий.
От лабораторных образцов до массового производства на производственной линии – прорыв в обработке карбидкремниевой керамики подтверждает истину: нет материала, который невозможно обработать, есть только технологии, которые ещё не стали прорывом. С развитием новых технологий, таких как лазерная обработка и микроволновое спекание, этот некогда пугающий сверхтвёрдый материал возрождается на умных фабриках, привнося мощный импульс в «китайское интеллектуальное производство».
В бескрайнем океане космических исследований и на волне чистой энергии керамика из карбида кремния создаёт индустриальную легенду этой эпохи благодаря своему уникальному материальному очарованию. Это противостояние твёрдости и интеллекта может стать вечным символом человечества, преодолевающего технологические барьеры.
Время публикации: 09 апреля 2025 г.