Материаллар фәненең киң өлкәсендә кремний карбиды керамикасы югары катылык, югары ныклык, яхшы термик тотрыклылык һәм химик тотрыклылык кебек искиткеч үзенчәлекләре аркасында күп кенә югары технологияле өлкәләрнең "сөеклесе"нә әйләнде. Аэрокосмик сәнәгатьтән алып ярымүткәргечләр җитештерүгә кадәр, яңа энергияле транспорт чараларыннан алып сәнәгать техникасына кадәр кремний карбиды керамикасы алыштыргысыз роль уйный. Кремний карбиды керамикасын әзерләү процессында, аның үзлекләрен һәм куллану диапазонын билгеләүче төп фактор булып тора. Бүген без кремний карбидын синтезлау процессын тирәнтен өйрәнәчәкбез һәм реакциянең уникаль өстенлекләрен өйрәнүгә игътибар итәчәкбез.кремний карбиды керамикасы.
Кремний карбидын синтезлауның киң таралган ысуллары
Кремний карбидын төрле кайнатма ысуллары бар, һәрберсенең үз принциплары һәм үзенчәлекләре бар.
1. Кайнар пресслау белән ябыштыру: Бу ябыштыру ысулы кремний карбиды порошогын калыпка салуны, җылытканда билгеле бер басым ясауны, калыпка салу һәм ябыштыру процессларын бер үк вакытта тәмамлауны үз эченә ала. Кайнар пресслау белән ябыштыру чагыштырмача түбән температурада һәм кыска вакыт эчендә тыгыз кремний карбиды керамикасын алырга мөмкин, вак бөртекле һәм яхшы механик үзлекләргә ия. Ләкин кайнар пресслау җиһазлары катлаулы, калып бәясе югары, җитештерү процессы таләпләре катгый, һәм гади формалы детальләр генә әзерләнергә мөмкин, бу җитештерү нәтиҗәлелегенең түбән булуына китерә, бу аны киң күләмдә куллануны чикли.
2. Атмосфера басымы астында синтезлау: Атмосфера басымы астында синтезлау - кремний карбидын атмосфера басымы һәм инерт атмосфера шартларында 2000-2150 ℃ кадәр җылытып, тиешле синтезлау чараларын өстәп тыгызлаштыру процессы. Ул ике процесска бүленә: каты халәттәге синтезлау һәм сыек фазалы синтезлау. Каты фазалы синтезлау кремний карбидының югары тыгызлыгына ирешә ала, кристаллар арасында пыяла фазасы булмыйча һәм югары температуралы механик үзлекләр бик яхшы; сыек фазалы синтезлау түбәнрәк синтезлау температурасы, кечерәк бөртек зурлыгы, материалның бөкләнү ныклыгы һәм сыну чыдамлыгы кебек өстенлекләргә ия. Атмосфера басымы астында синтезлау продукт формасына һәм зурлыгына чикләүләр куймый, җитештерү чыгымнары түбән һәм материалның комплекс үзлекләре бик яхшы, ләкин синтезлау температурасы югары һәм энергия куллану югары.
3. Реакция белән җепселләү: Реакция белән җепселләнгән кремний карбиды беренче тапкыр 1950 елларда П. Поппер тарафыннан тәкъдим ителгән. Процесс углерод чыганагын һәм кремний карбиды порошогын кушуны, шулай ук яшел җисемнең инъекция формалаштыру, коры преслау яки салкын изостатик преслау кебек ысуллар белән әзерләнүен үз эченә ала. Аннары, запчасть вакуум яки инерт атмосфера астында 1500 ℃ тан югарырак температурага кадәр җылытыла, бу ноктада каты кремний сыек кремнийгә эри, ул капилляр тәэсире аша мәсамәләрне үз эченә алган запчастька үтеп керә. Сыек кремний яки кремний пары яшел җисемдә C2 белән химик реакциягә керә, һәм урынында барлыкка килгән β – SiC2 яшел җисемдәге башлангыч SiC2 кисәкчәләре белән кушылып, реакция белән җепселләнгән кремний карбиды керамик материалларын барлыкка китерә.
Кремний карбиды керамикасын реакция белән блендерлауның өстенлекләре
Башка блендерлау ысуллары белән чагыштырганда, реакция блендерлау кремний карбиды керамикасының күп кенә мөһим өстенлекләре бар:
1. Түбән җепселләү температурасы һәм контрольдә тотыла торган бәя: Реакция җепселләү температурасы гадәттә атмосфера җепселләү температурасыннан түбәнрәк була, бу энергия куллануны һәм җепселләү җиһазлары өчен югары температура таләпләрен сизелерлек киметә. Түбән җепселләү температурасы җиһазларны хезмәт күрсәтү чыгымнарын киметә һәм җитештерү процессында энергия куллануны киметә, җитештерү чыгымнарын нәтиҗәле рәвештә киметә. Бу реакция җепселләү кремний карбиды керамикасының зур күләмле җитештерүдә зур икътисади өстенлекләргә ия булуын тәэмин итә.
2. Челтәр зурлыгына якын формалаштыру, катлаулы структуралар өчен яраклы: Реакция белән бышырту процессында материал күләм ягыннан кысылмый. Бу үзенчәлек аны зур күләмле, катлаулы формадагы структура компонентларын әзерләү өчен аеруча яраклы итә. Төгәл механик компонентлармы яки зур сәнәгать җиһазлары компонентларымы, реакция белән бышырылган кремний карбиды керамикасы проект таләпләрен төгәл үти, аннан соңгы эшкәртү адымнарын киметә, җитештерү нәтиҗәлелеген арттыра, шулай ук эшкәртү нәтиҗәсендә материал югалтуларын һәм чыгымнар артуын киметә ала.
3. Материалның югары дәрәҗәдә тыгызлануы: Реакция шартларын дөрес контрольдә тоту аша, реакция белән бүлеп чыгару кремний карбиды керамикасының югары дәрәҗәдә тыгызлануына ирешергә мөмкин. Тыгыз структура материалга югары бөгелү ныклыгы һәм кысу ныклыгы кебек искиткеч механик үзенчәлекләр бирә, бу аңа тышкы көчләр астында структураның бөтенлеген сакларга мөмкинлек бирә. Шул ук вакытта, тыгыз структура материалның тузуга һәм коррозиягә чыдамлыгын арттыра, аңа каты эш мохитендә тотрыклы эшләргә һәм хезмәт итү вакытын озайтырга мөмкинлек бирә.
4. Яхшы химик тотрыклылык: Реакция белән эшкәртелгән кремний карбиды керамикасы көчле кислоталарга һәм эрегән металларга бик яхшы каршы тора. Химия һәм металлургия кебек тармакларда җиһазлар еш кына төрле коррозияле мохитләр белән бәйләнешкә керергә тиеш. Реакция белән эшкәртелгән кремний карбиды керамикасы бу мохитләрнең эрозиясенә нәтиҗәле каршы тора, җиһазларның нормаль эшләвен тәэмин итә, хезмәт күрсәтү һәм алыштыру чыгымнарын киметә, җитештерүнең өзлексезлеген һәм тотрыклылыгын яхшырта ала.
Төрле өлкәләрдә киң кулланыла
Бу өстенлекләр белән, реакция белән фенланган кремний карбиды керамикасы күп өлкәләрдә киң кулланыла. Югары температуралы мич җиһазлары өлкәсендә ул югары температуралы мохиткә чыдам һәм мичләрнең нәтиҗәле эшләвен тәэмин итә ала; җылылык алмаштыргычларда аларның җылылык үткәрүчәнлеге һәм коррозиягә чыдамлыгы аларны идеаль материал сайлау итә; Әйләнә-тирә мохитне саклау җиһазларында, мәсәлән, күкертсезләндерү насадкаларында, ул коррозияле мохитнең эрозиясенә каршы тора ала һәм җиһазларның озак вакытлы тотрыклы эшләвен тәэмин итә ала. Моннан тыш, реакция белән фенланган кремний карбиды керамикасы фотоэлектрик һәм аэрокосмик кебек югары дәрәҗәдәге өлкәләрдә дә мөһим роль уйный.
Реакция белән синтерланган кремний карбиды керамикасы, үзенең уникаль өстенлекләре аркасында, кремний карбиды керамикасы гаиләсендә мөһим урын алып тора. Технологияләрнең өзлексез үсеше һәм процессларның өзлексез оптимальләштерелүе белән, реакция белән синтерланган кремний карбиды керамикасы күбрәк өлкәләрдә үзенең югары сыйфатын күрсәтәчәк, төрле тармаклар үсешенә ныклы материал ярдәме күрсәтәчәк дип санала.
Бастырылган вакыты: 2025 елның 13 июне