Materialshunoslikning keng sohasida kremniy karbid keramikasi yuqori qattiqlik, yuqori mustahkamlik, yaxshi issiqlik barqarorligi va kimyoviy barqarorlik kabi ajoyib xususiyatlari tufayli ko'plab yuqori texnologiyali sohalarning "sevimlisi"ga aylandi. Aerokosmik sanoatdan yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishgacha, yangi energiya vositalaridan tortib sanoat mashinalarigacha, kremniy karbid keramikasi ajralmas rol o'ynaydi. Kremniy karbid keramikasini tayyorlash jarayonida sinterlash usuli uning xususiyatlari va qo'llanilish doirasini belgilovchi asosiy omil hisoblanadi. Bugun biz kremniy karbidini sinterlash jarayonini chuqurroq o'rganamiz va reaksiya sinterlashning noyob afzalliklarini o'rganishga e'tibor qaratamiz.kremniy karbidli keramika.
Silikon karbid uchun keng tarqalgan sinterlash usullari
Silikon karbidni sinterlashning turli usullari mavjud, ularning har biri o'ziga xos tamoyillar va xususiyatlarga ega.
1. Issiq presslash sinterlash: Ushbu sinterlash usuli kremniy karbid kukunini qolipga solib, qizdirish paytida ma'lum bir bosimni qo'llashni, qoliplash va sinterlash jarayonlarini bir vaqtning o'zida yakunlashni o'z ichiga oladi. Issiq presslash sinterlash nisbatan past haroratlarda va qisqa vaqt ichida, mayda dona hajmi va yaxshi mexanik xususiyatlarga ega zich kremniy karbid keramikasini olish imkonini beradi. Biroq, issiq presslash sinterlash uskunasi murakkab, qolip narxi yuqori, ishlab chiqarish jarayoni talablari qat'iy va faqat oddiy shakldagi qismlarni tayyorlash mumkin, bu esa ishlab chiqarish samaradorligining pastligiga olib keladi, bu esa ma'lum darajada uning keng ko'lamda qo'llanilishini cheklaydi.
2. Atmosfera bosimi sinterlash: Atmosfera bosimi sinterlash - bu kremniy karbidini atmosfera bosimi va inert atmosfera sharoitida 2000-2150 ℃ gacha qizdirish, tegishli sinterlash vositalarini qo'shish orqali zichlashtirish sinterlash jarayonidir. U ikki jarayonga bo'linadi: qattiq holatda sinterlash va suyuq fazali sinterlash. Qattiq fazali sinterlash kristallar orasida shisha faza bo'lmasligi va yuqori haroratli mexanik xususiyatlarga ega bo'lmagan holda kremniy karbidining yuqori zichligiga erishishi mumkin; Suyuq fazali sinterlash pastroq sinterlash harorati, kichikroq dona hajmi va materialning egilish kuchi va sinish chidamliligining yaxshilanishi kabi afzalliklarga ega. Atmosfera bosimi sinterlash mahsulot shakli va o'lchamiga hech qanday cheklovlar qo'ymaydi, ishlab chiqarish xarajatlari past va materialning mukammal kompleks xususiyatlariga ega, ammo sinterlash harorati yuqori va energiya sarfi yuqori.
3. Reaksiya sinterlash: Reaksiya sinterlangan kremniy karbidi birinchi marta 1950-yillarda P. Popper tomonidan taklif qilingan. Jarayon uglerod manbai va kremniy karbid kukunini aralashtirish va yashil tanani quyish, quruq presslash yoki sovuq izostatik presslash kabi usullar orqali tayyorlashni o'z ichiga oladi. Keyin, igna vakuum yoki inert atmosferada 1500 ℃ dan yuqori haroratgacha qizdiriladi, bu vaqtda qattiq kremniy suyuq kremniyga aylanadi va u kapillyar ta'sir orqali teshiklarni o'z ichiga olgan ignaga infiltratsiya qilinadi. Suyuq kremniy yoki kremniy bug'i yashil tanada C bilan kimyoviy reaksiyaga kirishadi va joyida hosil bo'lgan β-SiC yashil tanadagi asl SiC zarralari bilan birikib, reaksiya sinterlangan kremniy karbid keramik materiallarini hosil qiladi.
Reaksiya Sinterlash Silikon Karbid Keramikasining Afzalliklari
Boshqa sinterlash usullari bilan taqqoslaganda, reaksiya sinterlangan kremniy karbid keramikasi ko'plab muhim afzalliklarga ega:
1. Past sinterlash harorati va boshqariladigan narx: Reaksiya sinterlash harorati odatda atmosfera sinterlash haroratidan pastroq bo'ladi, bu esa energiya sarfini va sinterlash uskunalari uchun yuqori haroratli ishlash talablarini sezilarli darajada kamaytiradi. Pastroq sinterlash harorati uskunaga texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini kamaytiradi va ishlab chiqarish jarayonida energiya sarfini kamaytiradi, bu esa ishlab chiqarish xarajatlarini samarali ravishda kamaytiradi. Bu reaksiya sinterlangan kremniy karbid keramikasini keng ko'lamli ishlab chiqarishda sezilarli iqtisodiy afzalliklarga ega qiladi.
2. Murakkab tuzilmalar uchun mos bo'lgan sof o'lchamga yaqin shakllantirish: Reaksiya sinterlash jarayonida material deyarli hajm qisqarishiga uchramaydi. Bu xususiyat uni katta o'lchamli, murakkab shakldagi strukturaviy komponentlarni tayyorlash uchun ayniqsa mos qiladi. Aniq mexanik komponentlar bo'ladimi yoki yirik sanoat uskunalari komponentlari bo'ladimi, reaksiya sinterlangan kremniy karbid keramikasi dizayn talablariga aniq javob berishi, keyingi ishlov berish bosqichlarini kamaytirishi, ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi, shuningdek, ishlov berish natijasida material yo'qotilishi va tannarxning oshishini kamaytirishi mumkin.
3. Materialning yuqori darajada zichlanishi: Reaksiya sharoitlarini oqilona nazorat qilish orqali reaksiya sinterlash kremniy karbid keramikasining yuqori darajada zichlanishiga erishishi mumkin. Zich struktura materialga yuqori egilish kuchi va siqish kuchi kabi ajoyib mexanik xususiyatlarni beradi, bu esa unga sezilarli tashqi kuchlar ta'sirida strukturaviy yaxlitlikni saqlash imkonini beradi. Shu bilan birga, zich struktura materialning aşınmaya bardoshliligi va korroziyaga chidamliligini oshiradi, bu esa unga qattiq ish muhitida barqaror ishlashga imkon beradi va xizmat muddatini uzaytiradi.
4. Yaxshi kimyoviy barqarorlik: Reaktsiyalangan sinterlangan kremniy karbidli keramika kuchli kislotalar va erigan metallarga juda yaxshi qarshilik ko'rsatadi. Kimyoviy va metallurgiya kabi sohalarda uskunalar ko'pincha turli xil korroziy muhitlar bilan aloqa qilishlari kerak. Reaktsiyalangan sinterlangan kremniy karbidli keramika ushbu muhitlarning eroziyasiga samarali qarshilik ko'rsatishi, uskunalarning normal ishlashini ta'minlashi, texnik xizmat ko'rsatish va almashtirish xarajatlarini kamaytirishi va ishlab chiqarishning uzluksizligi va barqarorligini oshirishi mumkin.
Turli sohalarda keng qo'llaniladi
Ushbu afzalliklar bilan reaksiya sinterlangan kremniy karbid keramikasi ko'plab sohalarda keng qo'llanilgan. Yuqori haroratli pech uskunalari sohasida u yuqori haroratli muhitlarga bardosh bera oladi va pechlarning samarali ishlashini ta'minlaydi; Issiqlik almashtirgichlarda ularning ajoyib issiqlik o'tkazuvchanligi va korroziyaga chidamliligi ularni ideal material tanloviga aylantiradi; Desulfurizatsiya nozullari kabi atrof-muhitni muhofaza qilish uskunalarida u korroziv muhitning eroziyasiga qarshi tura oladi va uskunaning uzoq muddatli barqaror ishlashini ta'minlaydi. Bundan tashqari, reaksiya sinterlangan kremniy karbid keramikasi fotovoltaika va aerokosmik kabi yuqori darajadagi sohalarda ham muhim rol o'ynaydi.
Reaktsiya sinterlangan kremniy karbid keramikasi o'zining noyob afzalliklari tufayli kremniy karbid keramika oilasida muhim o'rin tutadi. Texnologiyaning doimiy rivojlanishi va jarayonlarning doimiy optimallashtirilishi bilan, reaksiya sinterlangan kremniy karbid keramikasi ko'proq sohalarda o'zining ajoyib ishlashini namoyish etadi va turli sohalarni rivojlantirish uchun kuchli moddiy yordam beradi, deb ishoniladi.
Nashr vaqti: 2025-yil 13-iyun