Кремний карбиды (SiC) керамикасытүбән җылылык киңәю коэффициенты, югары җылылык үткәрүчәнлеге, югары катылыгы һәм искиткеч җылылык һәм химик тотрыклылыгы аркасында югары температуралы структура керамикасы өлкәсендә төп материалга әйләнде. Алар аэрокосмик, атом энергиясе, хәрби һәм ярымүткәргечләр кебек төп өлкәләрдә киң кулланыла.
Шулай да, SiC-ның бик көчле ковалент бәйләнешләре һәм түбән диффузия коэффициенты аның тыгызлануын катлауландыра. Моның өчен сәнәгать төрле агрегатлаштыру технологияләрен эшләде, һәм төрле технологияләр белән әзерләнгән SiC керамикасы микроструктурасы, үзлекләре һәм куллану сценарийлары буенча сизелерлек аермаларга ия. Монда биш төп кремний карбиды керамикасының төп үзенчәлекләре анализы китерелгән.
1. Басымсыз эшкәртелгән SiC керамикасы (S-SiC)
Төп өстенлекләре: Күп формалаштыру процесслары өчен яраклы, арзан бәяле, формасы һәм зурлыгы белән чикләнмәгән, бу массакүләм җитештерүгә ирешүнең иң җиңел синтезлау ысулы. β – SiC составында аз күләмдә кислород булган бор һәм углерод өстәп һәм аны 2000 ℃ тирәсендә инерт атмосферада синтезлап, теоретик тыгызлыгы 98% булган синтезланган җисем алырга мөмкин. Ике процесс бар: каты фаза һәм сыек фаза. Беренчесе югарырак тыгызлыкка һәм сафлыкка, шулай ук югары җылылык үткәрүчәнлеккә һәм югары температурага чыдамлыкка ия.
Гадәти кулланылышлары: тузуга һәм коррозиягә чыдам герметик боҗралар һәм шуышу подшипникларын күпләп җитештерү; югары катылыгы, түбән чагыштырма авырлыгы һәм яхшы баллистик күрсәткечләре аркасында, ул транспорт чаралары һәм кораблар өчен пуля үткәрми торган броня буларак, шулай ук гражданнар сейфларын һәм акча ташу чараларын саклау өчен киң кулланыла. Аның күп тапкыр тидерүгә чыдамлыгы гади SiC керамикасыннан өстенрәк, һәм цилиндрик җиңел саклагыч броняның сыну ноктасы 65 тоннадан артыкка җитә ала.
2. Реакция белән эшкәртелгән SiC керамикасы (RB SiC)
Төп өстенлекләре: Бик яхшы механик эшчәнлек, югары ныклык, коррозиягә чыдамлык һәм оксидлашуга чыдамлык; Түбән блендерлау температурасы һәм бәясе, челтәр зурлыгына якын формалаштыра ала. Процесс углерод чыганагын SiC порошогы белән кушып, заголовок алуны үз эченә ала. Югары температурада эретелгән кремний заголовокка үтеп керә һәм углерод белән реакциягә кереп β – SiC барлыкка китерә, ул башлангыч α – SiC белән кушыла һәм тишекләрне тутыра. Блендерлау вакытында зурлык үзгәреше кечкенә, бу аны катлаулы формалы продуктларны сәнәгать җитештерүе өчен яраклы итә.
Гадәти кулланылышлар: югары температуралы мич җиһазлары, нурланышлы торбалар, җылылык алмаштыргычлар, декүкертләү насадкалары; Түбән җылылык киңәю коэффициенты, югары эластиклык модуле һәм челтәргә якын формалаштыру үзенчәлекләре аркасында, ул киңлек чагылдыргычлары өчен идеаль материалга әйләнде; ул шулай ук электрон торбалар һәм ярымүткәргеч чип җитештерү җиһазлары өчен терәк җайланмасы буларак кварц пыяласын алыштыра ала.
3. Кайнар прессланган SiC керамикасы (HP SiC)
Төп өстенлеге: Югары температура һәм югары басым астында синхрон рәвештә кайнату, порошок термопластик хәлдә, бу масса күчерү процессын җайга сала. Ул түбән температураларда һәм кыска вакыт эчендә вак бөртекле, югары тыгызлыклы һәм яхшы механик үзлекле продуктлар җитештерә ала, шулай ук тулы тыгызлыкка һәм саф диярлек кайнату халәтенә ирешә ала.
Гадәти кулланылышы: Башта Вьетнам сугышы вакытында АКШ вертолет экипажы әгъзалары өчен пуля үткәрми торган жилет буларак кулланылган, ләкин броня базары кайнар сыгылган бор карбиды белән алыштырылды; Хәзерге вакытта ул күбесенчә югары өстәмә кыйммәтле сценарийларда, мәсәлән, составны контрольдә тоту, сафлык һәм тыгызлык өчен бик югары таләпләр куелган өлкәләрдә, шулай ук тузуга чыдам һәм атом сәнәгате өлкәләрендә кулланыла.
4. Яңадан кристаллаштырылган SiC керамикасы (R-SiC)
Төп өстенлеге: Җыю өчен ярдәмлекләр өстәргә кирәк түгел, бу ультра югары чисталыклы һәм зур SiC җайланмаларын әзерләү өчен киң таралган ысул. Процесс эре һәм вак SiC порошокларын пропорцияләрдә кушуны һәм формалаштыруны, аларны 2200 ~ 2450 ℃ температурада инерт атмосферада җыюны үз эченә ала. Вак кисәкчәләр эре кисәкчәләр контактында парга әйләнә һәм конденсацияләнә, катылыгы буенча алмаздан кала икенче урында тора. SiC югары температура ныклыгын, коррозиягә, оксидлашуга һәм термик бәрелүгә чыдамлыгын саклый.
Гадәти кулланылыш: югары температуралы мич җиһазлары, җылылык алмаштыргычлар, яну өчен соплолар; аэрокосмик һәм хәрби өлкәләрдә ул космик аппаратларның двигательләре, койрык канатлары һәм фюзеляж кебек структура компонентларын җитештерү өчен кулланыла, бу җиһазларның эшчәнлеген һәм хезмәт итү вакытын яхшырта ала.
5. Кремний белән инфильтрацияләнгән SiC керамикасы (SiSiC)
Төп өстенлекләре: Сәнәгать җитештерүе өчен иң яраклы, кыска кайнату вакыты, түбән температура, тулысынча тыгыз һәм деформацияләнмәгән, SiC матрицасы һәм инфильтрацияләнгән Si фазасыннан тора, ике процесска бүленә: сыеклык инфильтрациясе һәм газ инфильтрациясе. Соңгысы югарырак бәягә ия, ләкин ирекле кремнийның тыгызлыгы һәм бер төрлелеге яхшырак.
Гадәти кулланылышлары: түбән мәсамәлелек, яхшы һава үткәрмәүчәнлек һәм түбән каршылык статик электрны бетерүгә ярдәм итә, зур, катлаулы яки буш детальләр җитештерү өчен яраклы, ярымүткәргеч эшкәртү җиһазларында киң кулланыла; югары эластик модуле, җиңел авырлыгы, югары ныклыгы һәм бик яхшы һава үткәрмәүчәнлеге аркасында, ул аэрокосмик өлкәдә өстенлекле югары җитештерүчәнлекле материал булып тора, ул космик мохиттә йөкләнешләргә чыдам һәм җиһазларның төгәллеген һәм куркынычсызлыгын тәэмин итә ала.
Бастырылган вакыты: 2025 елның 2 сентябре