Materialşynaslygyň giň ulgamynda kremniý karbid keramikasy ýokary berklik, ýokary berklik, gowy termal durnuklylyk we himiki durnuklylyk ýaly ajaýyp häsiýetleri sebäpli köp sanly ýokary tehnologiýaly ugurlaryň "söýgülisine" öwrüldi. Aerokosmosdan ýarymgeçiriji önümçiligine, täze energiýa ulaglaryndan senagat enjamlaryna çenli kremniý karbid keramikasy aýrylmaz rol oýnaýar. Kremniý karbid keramikasyny taýýarlamak prosesinde sinterleme usuly onuň häsiýetlerini we ulanylyş gerimini kesgitleýän esasy faktor bolup durýar. Şu gün biz kremniý karbidiniň sinterleme prosesine çuňňur aralaşarys we sinterlenen reaksiýanyň özboluşly artykmaçlyklaryny öwrenmäge ünsi jemläris.kremniý karbid keramikasy.
Kremniý karbidi üçin umumy sinterleme usullary
Kremniý karbidini sinterlemegiň dürli usullary bar, olaryň her biriniň özüne mahsus ýörelgeleri we aýratynlyklary bar.
1. Gyzgyn presleme bilen sinterleme: Bu sinterleme usuly kremniý karbid poroşogyny galypa salmagy, gyzdyrylanda belli bir basyşy bermegi, galyplama we sinterleme proseslerini bir wagtda tamamlamagy öz içine alýar. Gyzgyn presleme bilen sinterleme bilen dykyz kremniý karbid keramikasyny deňeşdirme boýunça pes temperaturada we gysga wagtyň içinde, inçe dänejik ölçegli we gowy mehaniki häsiýetlere eýe bolup biler. Şeýle-de bolsa, gyzgyn presleme sinterleme enjamlary çylşyrymly, galypyň bahasy ýokary, önümçilik prosesiniň talaplary berk we diňe ýönekeý görnüşli bölekleri taýýarlap bolýar, bu bolsa önümçiligiň netijeliliginiň pes bolmagyna getirýär, bu bolsa belli bir derejede onuň giň möçberli ulanylyşyny çäklendirýär.
2. Atmosfera basyşy bilen sinterlemek: Atmosfera basyşy bilen sinterlemek, degişli sinterleme kömekçilerini goşmak arkaly, atmosfera basyşy we inert atmosfera şertlerinde 2000-2150 ℃ gyzdyrmak arkaly kremniý karbidiniň dykyzlaşdyrylmagynyň prosessidir. Ol iki prosese bölünýär: gaty ýagdaýly sinterlemek we suwuk fazaly sinterlemek. Gaty fazaly sinterlemek kristallaryň arasynda aýna fazasynyň bolmazlygy we ajaýyp ýokary temperaturaly mehaniki häsiýetler bolmazdan, kremniý karbidiniň ýokary dykyzlygyna ýetip biler; Suwuk fazaly sinterlemek pes sinterleme temperaturasy, kiçi däne ölçegleri we materialyň egilme güýjüniň we döwülme çydamlylygynyň gowulanmagy ýaly artykmaçlyklara eýedir. Atmosfera basyşy bilen sinterlemekde önümiň görnüşine we ölçegine çäklendirmeler ýok, önümçilik çykdajylary pes we materialyň ajaýyp toplumlaýyn häsiýetleri bar, ýöne sinterleme temperaturasy ýokary we energiýa sarp edilişi ýokary.
3. Reaksiýa arkaly sinterlemek: Reaksiýa arkaly sinterlenen kremniý karbidi ilkinji gezek 1950-nji ýyllarda P. Popper tarapyndan teklip edildi. Bu proses uglerod çeşmesini we kremniý karbidi poroşogyny garyşdyrmagy we ýaşyl jisimleri inýeksiýa arkaly galyplamak, gurak preslemek ýa-da sowuk izostatik preslemek ýaly usullar arkaly taýýarlamagy öz içine alýar. Soňra, bölek wakuum ýa-da inert atmosferada 1500 ℃-den ýokary gyzdyrylýar, şol wagtda gaty kremniý suwuk kremniýe öwrülýär we kapillýar täsir arkaly gözenekleri öz içine alýan böleklere siňýär. Suwuk kremniý ýa-da kremniý bugy ýaşyl jisimde C bilen himiki reaksiýa geçýär we ýerinde döredilen β – SiC ýaşyl jisimdäki asyl SiC bölejikleri bilen birleşip, reaksiýa arkaly sinterlenen kremniý karbidi keramiki materiallary emele getirýär.
Reaksiýa Sinterleme Silikon Karbid Keramikasynyň Artykmaçlyklary
Beýleki sinterleme usullary bilen deňeşdirilende, reaksiýa sinterlenen kremniý karbid keramikasynyň köp sanly möhüm artykmaçlyklary bar:
1. Pes sinterleme temperaturasy we gözegçilikde saklanýan çykdajy: Reaksiýa sinterleme temperaturasy adatça atmosfera sinterleme temperaturasyndan pes bolýar, bu bolsa energiýa sarp edilişini we sinterleme enjamlary üçin ýokary temperatura talaplaryny ep-esli azaldýar. Pes sinterleme temperaturasy enjamyň tehniki hyzmat çykdajylarynyň azalmagyny we önümçilik prosesinde energiýa sarp edilişiniň azalmagyny aňladýar, bu bolsa önümçilik çykdajylaryny netijeli azaldýar. Bu bolsa reaksiýa sinterleme kremniý karbid keramikasynyň uly möçberli önümçilikde uly ykdysady artykmaçlyklara eýe bolmagyny üpjün edýär.
2. Tor ölçegine golaý emele getirmek, çylşyrymly gurluşlar üçin amatly: Reaksiýa sinterleme prosesinde material göwrümiň kiçelmegine asla sezewar bolmaýar. Bu häsiýet ony uly ölçegli, çylşyrymly görnüşli gurluş böleklerini taýýarlamak üçin has amatly edýär. Takyk mehaniki bölekler ýa-da uly senagat enjamlarynyň bölekleri bolsun, reaksiýa sinterlenen kremniý karbid keramikasy dizaýn talaplaryny takyk kanagatlandyryp, soňraky işleme ädimlerini azaldyp, önümçiligiň netijeliligini ýokarlandyryp, şeýle hem işleme sebäpli material ýitgilerini we çykdajylaryň artmagyny azaldyp biler.
3. Materialyň ýokary derejede dykyzlanmagy: Reaksiýa şertlerini dogry gözegçilikde saklamak arkaly reaksiýa sinterlemesi kremniý karbid keramikasynyň ýokary derejede dykyzlanmagyna ýetip biler. Dykyz gurluş materiala ýokary egilme güýji we basyş güýji ýaly ajaýyp mehaniki häsiýetleri berýär, bu bolsa onuň daşarky güýçleriň täsiri astynda gurluşyň bitewüligini saklamaga mümkinçilik berýär. Şol bir wagtyň özünde, dykyz gurluş materialyň aşynma we korroziýa garşy durnuklylygyny hem ýokarlandyrýar, bu bolsa onuň agyr iş şertlerinde durnukly işlemegine we hyzmat möhletini uzalmagyna mümkinçilik berýär.
4. Gowy himiki durnuklylyk: Reaksiýa arkaly sinterlenen kremniý karbid keramikasy güýçli kislotalara we ereýän metallara ajaýyp garşylyk görkezýär. Himiýa we metallurgiýa ýaly pudaklarda enjamlar köplenç dürli aşyndyryjy serişdeler bilen aragatnaşykda bolmaly bolýar. Reaksiýa arkaly sinterlenen kremniý karbid keramikasy bu serişdeleriň aşynmagyna netijeli garşy durup, enjamlaryň kadaly işlemegini üpjün edip, tehniki hyzmat we çalşyryş çykdajylaryny azaldyp, önümçiligiň dowamlylygyny we durnuklylygyny ýokarlandyryp biler.
Dürli ugurlarda giňden ulanylýar
Bu artykmaçlyklar bilen reaksiýa arkaly sinterlenen kremniý karbid keramikasy köp ugurlarda giňden ulanylýar. Ýokary temperaturaly peç enjamlary ulgamynda ol ýokary temperaturaly gurşawa çydap bilýär we peçleriň netijeli işlemegini üpjün edýär; ýylylyk çalşyjylarda olaryň ajaýyp ýylylyk geçirijiligi we korroziýa garşylygy olary ideal material saýlawyna öwürýär; kükürtsizleşdiriji nozzler ýaly daşky gurşawy goraýan enjamlarda ol korroziýa serişdeleriniň eroziýasyna garşy durup bilýär we enjamlaryň uzak möhletli durnukly işlemegini üpjün edýär. Mundan başga-da, reaksiýa arkaly sinterlenen kremniý karbid keramikasy fotowoltaika we awiakosmos ýaly ýokary derejeli ugurlarda hem möhüm rol oýnaýar.
Reaksiýa arkaly sinterlenen kremniý karbid keramikasy özboluşly artykmaçlyklary sebäpli kremniý karbid keramika maşgalasynda möhüm orun eýeleýär. Tehnologiýanyň yzygiderli ösmegi we prosesleriň yzygiderli optimizirlenmegi bilen, reaksiýa arkaly sinterlenen kremniý karbid keramikasynyň dürli pudaklaryň ösüşine güýçli maddy goldaw berip, has köp pudaklarda ajaýyp netijeleri görkezjekdigine ynanýarlar.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 13-nji iýuny