Qeramika e karabit të silikonit (SiC)janë bërë materiali kryesor në fushën e qeramikës strukturore në temperaturë të lartë për shkak të koeficientit të ulët të zgjerimit termik, përçueshmërisë së lartë termike, fortësisë së lartë dhe stabilitetit të shkëlqyer termik dhe kimik. Ato përdoren gjerësisht në fusha kyçe si hapësira ajrore, energjia bërthamore, ushtria dhe gjysmëpërçuesit.
Megjithatë, lidhjet kovalente jashtëzakonisht të forta dhe koeficienti i ulët i difuzionit të SiC e bëjnë të vështirë dendësimin e tij. Për këtë qëllim, industria ka zhvilluar teknologji të ndryshme sinterimi, dhe qeramika SiC e përgatitur nga teknologji të ndryshme ka dallime të konsiderueshme në mikrostrukturë, veti dhe skenarë aplikimi. Ja një analizë e karakteristikave kryesore të pesë qeramikës kryesore të karabit të silikonit.
1. Qeramikë SiC e sinterizuar pa presion (S-SiC)
Përparësitë kryesore: I përshtatshëm për procese të shumëfishta formëzimi, kosto e ulët, pa kufizime nga forma dhe madhësia, është metoda më e lehtë e sinterimit për të arritur prodhim masiv. Duke shtuar bor dhe karbon në β-SiC që përmban sasi gjurmësh oksigjeni dhe duke e sinteruar atë në një atmosferë inerte në rreth 2000 ℃, mund të merret një trup i sinteruar me një dendësi teorike prej 98%. Ekzistojnë dy procese: faza e ngurtë dhe faza e lëngshme. E para ka dendësi dhe pastërti më të lartë, si dhe përçueshmëri të lartë termike dhe rezistencë ndaj temperaturave të larta.
Zbatimet tipike: Prodhim masiv i unazave të vulosjes dhe kushinetave rrëshqitëse rezistente ndaj konsumimit dhe korrozionit; Për shkak të fortësisë së lartë, gravitetit specifik të ulët dhe performancës së mirë balistike, përdoret gjerësisht si armaturë antiplumb për automjete dhe anije, si dhe për mbrojtjen e kasafortave civile dhe automjeteve të transportit të parave. Rezistenca e saj ndaj goditjeve të shumta është superiore ndaj qeramikës së zakonshme SiC, dhe pika e thyerjes së armaturës mbrojtëse cilindrike të lehtë mund të arrijë mbi 65 ton.
2. Qeramika SiC e sinterizuar me reaksion (RB SiC)
Përparësitë kryesore: Performancë e shkëlqyer mekanike, rezistencë e lartë, rezistencë ndaj korrozionit dhe rezistencë ndaj oksidimit; Temperaturë dhe kosto e ulët e sinterimit, e aftë të formojë një madhësi afër madhësisë neto. Procesi përfshin përzierjen e një burimi karboni me pluhur SiC për të prodhuar një copë të hollë. Në temperatura të larta, silici i shkrirë infiltron copën e hollë dhe reagon me karbonin për të formuar β-SiC, i cili kombinohet me α-SiC origjinal dhe mbush poret. Ndryshimi i madhësisë gjatë sinterimit është i vogël, duke e bërë atë të përshtatshëm për prodhimin industrial të produkteve me forma komplekse.
Zbatimet tipike: Pajisje furre me temperaturë të lartë, tuba rrezatues, shkëmbyes nxehtësie, gryka desulfurizimi; Për shkak të koeficientit të ulët të zgjerimit termik, modulit të lartë elastik dhe karakteristikave të formimit afër rrjetës, është bërë një material ideal për reflektorët hapësinorë; Mund të zëvendësojë gjithashtu qelqin e kuarcit si një pajisje mbështetëse për tubat elektronikë dhe pajisjet e prodhimit të çipave gjysmëpërçues.
3. Qeramikë SiC e sinterizuar e presuar në të nxehtë (HP SiC)
Avantazhi kryesor: Sinterimi sinkron në temperaturë dhe presion të lartë, pluhuri është në gjendje termoplastike, e cila është e favorshme për procesin e transferimit të masës. Mund të prodhojë produkte me kokrriza të imëta, dendësi të lartë dhe veti të mira mekanike në temperatura më të ulëta dhe në një kohë më të shkurtër, dhe mund të arrijë dendësi të plotë dhe gjendje sinterimi pothuajse të pastër.
Zbatimi tipik: Fillimisht të përdorura si jelekë antiplumb për anëtarët e ekuipazhit të helikopterëve amerikanë gjatë Luftës së Vietnamit, tregu i blindazheve u zëvendësua nga karbidi i borit i shtypur në të nxehtë; Aktualisht, përdoret kryesisht në skenarë me vlerë të lartë të shtuar, siç janë fushat me kërkesa jashtëzakonisht të larta për kontrollin e përbërjes, pastërtinë dhe dendësimin, si dhe fushat rezistente ndaj konsumimit dhe të industrisë bërthamore.
4. Qeramika SiC e rikristalizuar (R-SiC)
Avantazhi kryesor: Nuk ka nevojë të shtoni ndihmës për sinterim, është një metodë e zakonshme për përgatitjen e pajisjeve SiC me pastërti ultra të lartë dhe të mëdha. Procesi përfshin përzierjen e pluhurave të trashë dhe të imët SiC në proporcion dhe formimin e tyre, sinterimin e tyre në një atmosferë inerte në 2200~2450 ℃. Grimcat e imëta avullohen dhe kondensohen në kontaktin midis grimcave të trashë për të formuar qeramikë, me një fortësi të dytë vetëm pas diamantit. SiC ruan rezistencë të lartë ndaj temperaturave të larta, rezistencë ndaj korrozionit, rezistencë ndaj oksidimit dhe rezistencë ndaj goditjeve termike.
Zbatimet tipike: Mobilje furre me temperaturë të lartë, shkëmbyes nxehtësie, gryka djegieje; Në fushat hapësinore dhe ushtarake, përdoret për të prodhuar komponentë strukturorë të anijeve kozmike, të tilla si motorë, fletë bishti dhe trup trupi, të cilat mund të përmirësojnë performancën e pajisjeve dhe jetëgjatësinë e shërbimit.
5. Qeramika SiC e infiltruar nga silikoni (SiSiC)
Përparësitë kryesore: Më i përshtatshëm për prodhim industrial, me kohë të shkurtër sinterimi, temperaturë të ulët, plotësisht i dendur dhe jo i deformuar, i përbërë nga matrica SiC dhe faza e infiltruar e Si, e ndarë në dy procese: infiltrimi i lëngshëm dhe infiltrimi i gazit. Ky i fundit ka kosto më të lartë, por dendësi dhe uniformitet më të mirë të silicit të lirë.
Zbatimet tipike: poroziteti i ulët, hermetizmi i mirë dhe rezistenca e ulët janë të favorshme për eliminimin e elektricitetit statik, të përshtatshme për prodhimin e pjesëve të mëdha, komplekse ose të zbrazëta, të përdorura gjerësisht në pajisjet e përpunimit të gjysmëpërçuesve; Për shkak të modulit të lartë elastik, peshës së lehtë, rezistencës së lartë dhe hermetizmit të shkëlqyer, është materiali i preferuar me performancë të lartë në fushën e hapësirës ajrore, i cili mund t'i rezistojë ngarkesave në mjediset hapësinore dhe të sigurojë saktësinë dhe sigurinë e pajisjeve.
Koha e postimit: 02 shtator 2025