Mga seramikong silikon karbida (SiC)ay naging pangunahing materyal sa larangan ng mga high-temperature structural ceramics dahil sa kanilang mababang thermal expansion coefficient, mataas na thermal conductivity, mataas na tigas, at mahusay na thermal at chemical stability. Malawakang ginagamit ang mga ito sa mga pangunahing larangan tulad ng aerospace, nuclear energy, militar, at semiconductors.
Gayunpaman, ang napakalakas na covalent bond at mababang diffusion coefficient ng SiC ay nagpapahirap sa densipikasyon nito. Para sa layuning ito, ang industriya ay bumuo ng iba't ibang teknolohiya ng sintering, at ang mga SiC ceramic na inihanda gamit ang iba't ibang teknolohiya ay may mga makabuluhang pagkakaiba sa microstructure, mga katangian, at mga sitwasyon ng aplikasyon. Narito ang isang pagsusuri ng mga pangunahing katangian ng limang pangunahing silicon carbide ceramic.
1. Mga seramikong SiC na walang pressure sintered (S-SiC)
Mga Pangunahing Bentahe: Angkop para sa maraming proseso ng paghubog, mababang gastos, hindi limitado sa hugis at laki, ito ang pinakamadaling paraan ng sintering upang makamit ang malawakang produksyon. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng boron at carbon sa β – SiC na naglalaman ng kaunting oxygen at sintering nito sa ilalim ng inert na atmospera sa bandang 2000 ℃, makakamit ang isang sintered body na may theoretical density na 98%. Mayroong dalawang proseso: solid phase at liquid phase. Ang una ay may mas mataas na density at purity, pati na rin ang mataas na thermal conductivity at high-temperature strength.
Karaniwang mga aplikasyon: Maramihang produksyon ng mga wear-resistant at corrosion-resistant sealing ring at sliding bearings; Dahil sa mataas na tigas, mababang specific gravity, at mahusay na ballistic performance, malawakan itong ginagamit bilang bulletproof armor para sa mga sasakyan at barko, pati na rin para sa pagprotekta sa mga sibilyang safe at mga sasakyang pangkarga ng pera. Ang multi-hit resistance nito ay nakahihigit sa mga ordinaryong SiC ceramics, at ang fracture point ng cylindrical lightweight protective armor ay maaaring umabot ng mahigit 65 tonelada.
2. Mga seramikong SiC na may sinter na reaksyon (RB SiC)
Mga Pangunahing Bentahe: Napakahusay na mekanikal na pagganap, mataas na lakas, resistensya sa kalawang, at resistensya sa oksihenasyon; Mababang temperatura at gastos sa sintering, na may kakayahang mabuo nang halos netong laki. Ang proseso ay kinabibilangan ng paghahalo ng pinagmumulan ng carbon sa SiC powder upang makagawa ng billet. Sa mataas na temperatura, ang tinunaw na silicon ay pumapasok sa billet at tumutugon sa carbon upang bumuo ng β-SiC, na sumasama sa orihinal na α-SiC at pinupuno ang mga butas. Maliit ang pagbabago sa laki habang sinisintering, kaya angkop ito para sa industriyal na produksyon ng mga produktong may kumplikadong hugis.
Karaniwang mga aplikasyon: Kagamitan sa mataas na temperaturang hurno, mga radiant tube, mga heat exchanger, mga desulfurization nozzle; Dahil sa mababang thermal expansion coefficient, mataas na elastic modulus, at mga katangiang malapit sa net forming, ito ay naging isang mainam na materyal para sa mga space reflector; Maaari rin nitong palitan ang quartz glass bilang pansuportang kagamitan para sa mga electronic tube at kagamitan sa paggawa ng semiconductor chip.
3. Mainit na pinindot na sintered na SiC ceramics (HP SiC)
Pangunahing bentahe: Sa pamamagitan ng sabay-sabay na sintering sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na presyon, ang pulbos ay nasa isang thermoplastic na estado, na nakakatulong sa proseso ng paglilipat ng masa. Maaari itong makagawa ng mga produktong may pinong butil, mataas na densidad, at mahusay na mekanikal na katangian sa mas mababang temperatura at sa mas maikling panahon, at maaaring makamit ang kumpletong densidad at malapit sa purong estado ng sintering.
Karaniwang aplikasyon: Orihinal na ginamit bilang mga bulletproof vest para sa mga tripulante ng helikopter ng US noong Digmaang Vietnam, ang merkado ng baluti ay napalitan ng hot pressed boron carbide; Sa kasalukuyan, ito ay kadalasang ginagamit sa mga sitwasyong may mataas na value-added, tulad ng mga larangan na may napakataas na kinakailangan para sa pagkontrol ng komposisyon, kadalisayan, at densipikasyon, pati na rin sa mga larangan na hindi tinatablan ng pagkasira at industriya ng nukleyar.
4. Mga seramikong rekristal na SiC (R-SiC)
Pangunahing bentahe: Hindi na kailangang magdagdag ng mga sintering aid, ito ay isang karaniwang pamamaraan para sa paghahanda ng mga ultra-high purity at malalaking SiC device. Ang proseso ay kinabibilangan ng paghahalo ng magaspang at pinong SiC powder nang proporsyonal at pagbuo ng mga ito, pag-sinter sa mga ito sa isang inert na kapaligiran sa 2200~2450 ℃. Ang mga pinong particle ay sumisingaw at namumuo sa pagdikit sa pagitan ng mga magaspang na particle upang bumuo ng mga ceramic, na may katigasan na pangalawa lamang sa diamante. Ang SiC ay nagpapanatili ng mataas na lakas sa mataas na temperatura, resistensya sa kalawang, resistensya sa oksihenasyon, at resistensya sa thermal shock.
Karaniwang mga aplikasyon: Mga muwebles sa hurno na may mataas na temperatura, mga heat exchanger, mga nozzle ng pagkasunog; Sa larangan ng aerospace at militar, ginagamit ito sa paggawa ng mga bahagi ng istruktura ng sasakyang pangkalawakan tulad ng mga makina, palikpik sa buntot, at fuselage, na maaaring mapabuti ang pagganap ng kagamitan at buhay ng serbisyo.
5. Mga seramikong SiC na pinasok ng silikon (SiSiC)
Mga Pangunahing Bentahe: Pinakaangkop para sa industriyal na produksyon, na may maikling oras ng sintering, mababang temperatura, ganap na siksik at hindi nababago ang hugis, binubuo ng SiC matrix at infiltrated Si phase, na nahahati sa dalawang proseso: liquid infiltration at gas infiltration. Ang huli ay may mas mataas na gastos ngunit mas mahusay na densidad at pagkakapareho ng libreng silicon.
Karaniwang mga aplikasyon: mababang porosity, mahusay na airtightness, at mababang resistensya ay nakakatulong sa pag-aalis ng static electricity, angkop para sa paggawa ng malalaki, kumplikado o guwang na mga bahagi, malawakang ginagamit sa mga kagamitan sa pagproseso ng semiconductor; Dahil sa mataas na elastic modulus, magaan, mataas na lakas, at mahusay na airtightness, ito ang ginustong materyal na may mataas na pagganap sa larangan ng aerospace, na kayang tiisin ang mga naglo-load sa mga kapaligirang pangkalawakan at tinitiyak ang katumpakan at kaligtasan ng kagamitan.
Oras ng pag-post: Set-02-2025