Silicon carbide (SiC) ceramicsay naging pangunahing materyal sa larangan ng mataas na temperatura na 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 densification nito. Sa layuning ito, ang industriya ay nakabuo ng iba't ibang mga teknolohiya ng sintering, at ang mga SiC ceramics na inihanda ng iba't ibang teknolohiya ay may makabuluhang pagkakaiba sa microstructure, mga katangian, at mga sitwasyon ng aplikasyon. Narito ang isang pagsusuri ng mga pangunahing katangian ng limang pangunahing silicon carbide ceramics.
1. Non pressure sintered SiC ceramics (S-SiC)
Mga pangunahing bentahe: Angkop para sa maraming proseso ng paghubog, mababang gastos, hindi limitado sa hugis at sukat, ito ang pinakamadaling paraan ng sintering upang makamit ang mass production. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng boron at carbon sa β - SiC na naglalaman ng mga bakas na dami ng oxygen at sintering ito sa ilalim ng isang inert na kapaligiran sa paligid ng 2000 ℃, isang sintered body na may theoretical density na 98% ay maaaring makuha. Mayroong dalawang proseso: solid phase at liquid phase. Ang dating ay may mas mataas na density at kadalisayan, pati na rin ang mataas na thermal conductivity at mataas na temperatura na lakas.
Mga karaniwang aplikasyon: Mass production ng wear-resistant at corrosion-resistant sealing rings at sliding bearings; Dahil sa mataas na tigas, mababang specific gravity, at magandang ballistic performance, malawak itong ginagamit bilang bulletproof armor para sa mga sasakyan at barko, gayundin para sa pagprotekta sa mga civilian safe at cash transport vehicle. Ang multi-hit resistance nito ay higit na mataas sa ordinaryong SiC ceramics, at ang fracture point ng cylindrical lightweight protective armor ay maaaring umabot ng higit sa 65 tonelada.
2. Reaction sintered SiC ceramics (RB SiC)
Mga pangunahing bentahe: Napakahusay na mekanikal na pagganap, mataas na lakas, paglaban sa kaagnasan, at paglaban sa oksihenasyon; Mababang temperatura at gastos ng sintering, na may kakayahang bumuo ng malapit sa laki ng net. Ang proseso ay nagsasangkot ng paghahalo ng carbon source sa SiC powder upang makagawa ng billet. Sa mataas na temperatura, ang molten silicon ay pumapasok sa billet at tumutugon sa carbon upang bumuo ng β - SiC, na pinagsama sa orihinal na α - SiC at pinupuno ang mga pores. Ang pagbabago ng laki sa panahon ng sintering ay maliit, na ginagawang angkop para sa pang-industriya na produksyon ng mga kumplikadong hugis na produkto.
Mga tipikal na aplikasyon: Mataas na temperatura na kagamitan sa tapahan, nagliliwanag na tubo, mga heat exchanger, desulfurization nozzle; Dahil sa mababang thermal expansion coefficient, mataas na elastic modulus, at malapit sa net forming na mga katangian, ito ay naging isang mainam na materyal para sa space reflectors; Maaari din nitong palitan ang quartz glass bilang pansuportang kabit para sa mga elektronikong tubo at kagamitan sa paggawa ng semiconductor chip.
3. Hot pressed sintered SiC ceramics (HP SiC)
Pangunahing bentahe: Ang sabay-sabay na sintering sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na presyon, ang pulbos ay nasa isang thermoplastic na estado, na kaaya-aya sa proseso ng paglipat ng masa. Makakagawa ito ng mga produktong may pinong butil, mataas na densidad, at magandang mekanikal na katangian sa mas mababang temperatura at sa mas maikling panahon, at makakamit ang kumpletong densidad at malapit sa pure sintering state.
Karaniwang aplikasyon: Orihinal na ginamit bilang bulletproof vest para sa mga tripulante ng helicopter ng US noong Vietnam War, ang armor market ay pinalitan ng hot pressed boron carbide; Sa kasalukuyan, ito ay kadalasang ginagamit sa mga sitwasyong may mataas na halaga, tulad ng mga field na may napakataas na mga kinakailangan para sa pagkontrol ng komposisyon, kadalisayan, at densification, pati na rin sa mga larangan ng wear-resistant at nuclear na industriya.
4. Recrystallized SiC ceramics (R-SiC)
Pangunahing bentahe: Hindi na kailangang magdagdag ng mga pantulong sa sintering, isa itong karaniwang paraan para sa paghahanda ng napakataas na kadalisayan at malalaking SiC na aparato. Ang proseso ay nagsasangkot ng paghahalo ng magaspang at pinong SiC powder sa proporsyon at pagbuo ng mga ito, sintering ang mga ito sa isang hindi gumagalaw na kapaligiran sa 2200~2450 ℃. Ang mga pinong particle ay sumingaw at nag-condense sa pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga magaspang na particle upang bumuo ng mga keramika, na may katigasan na pangalawa lamang sa brilyante. Ang SiC ay nagpapanatili ng mataas na lakas ng temperatura, paglaban sa kaagnasan, paglaban sa oksihenasyon, at paglaban sa thermal shock.
Mga tipikal na aplikasyon: Mga muwebles na may mataas na temperatura ng tapahan, mga heat exchanger, mga combustion nozzle; Sa larangan ng aerospace at militar, ginagamit ito upang gumawa ng mga bahagi ng istruktura ng spacecraft tulad ng mga makina, palikpik sa buntot, at fuselage, na maaaring mapabuti ang pagganap ng kagamitan at buhay ng serbisyo.
5. Silicon infiltrated SiC ceramics (SiSiC)
Mga pangunahing bentahe: Ang pinaka-angkop para sa pang-industriya na produksyon, na may maikling sintering oras, mababang temperatura, ganap na siksik at hindi deformed, na binubuo ng SiC matrix at infiltrated Si phase, nahahati sa dalawang proseso: likido paglusot at gas infiltration. Ang huli ay may mas mataas na gastos ngunit mas mahusay na density at pagkakapareho ng libreng silikon.
Karaniwang mga aplikasyon: mababang porosity, mahusay na airtightness, at mababang resistensya ay nakakatulong sa pag-aalis ng static na kuryente, na angkop para sa paggawa ng malaki, kumplikado o guwang na bahagi, na malawakang ginagamit sa mga kagamitan sa pagproseso ng semiconductor; Dahil sa mataas na elastic modulus nito, magaan, mataas na lakas, at mahusay na airtightness, ito ang ginustong high-performance na materyal sa aerospace field, na maaaring makatiis ng mga load sa space environment at matiyak ang katumpakan at kaligtasan ng kagamitan.
Oras ng post: Set-02-2025