Silikon karbid (SiC) keramikasipast issiqlik kengayish koeffitsienti, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, yuqori qattiqligi va ajoyib issiqlik va kimyoviy barqarorligi tufayli yuqori haroratli strukturaviy keramika sohasida asosiy materialga aylandi. Ular aerokosmik, yadroviy energiya, harbiy va yarimo'tkazgichlar kabi asosiy sohalarda keng qo'llaniladi.
Biroq, SiC ning juda kuchli kovalent bog'lanishlari va past diffuziya koeffitsienti uning zichligini qiyinlashtiradi. Shu maqsadda sanoat turli xil sinterlash texnologiyalarini ishlab chiqdi va turli texnologiyalar yordamida tayyorlangan SiC keramikalari mikrotuzilma, xususiyatlar va qo'llanilish stsenariylarida sezilarli farqlarga ega. Bu yerda beshta asosiy kremniy karbid keramikasining asosiy xususiyatlari tahlili keltirilgan.
1. Bosimsiz sinterlangan SiC keramikasi (S-SiC)
Asosiy afzalliklari: Bir nechta qoliplash jarayonlari uchun mos, arzon narx, shakli va o'lchami bilan cheklanmagan, ommaviy ishlab chiqarishga erishishning eng oson sinterlash usuli hisoblanadi. β – SiC ga oz miqdorda kislorod o'z ichiga olgan bor va uglerod qo'shib, uni taxminan 2000 ℃ da inert atmosferada sinterlash orqali nazariy zichligi 98% bo'lgan sinterlangan jismni olish mumkin. Ikki jarayon mavjud: qattiq faza va suyuq faza. Birinchisi yuqori zichlik va soflikka, shuningdek, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga va yuqori haroratga chidamliligiga ega.
Odatdagi qo'llanilishi: Aşınmaya bardoshli va korroziyaga chidamli muhrlovchi halqalar va toymasin podshipniklarni ommaviy ishlab chiqarish; Yuqori qattiqligi, past o'ziga xos og'irligi va yaxshi ballistik ishlashi tufayli u transport vositalari va kemalar uchun o'q o'tkazmaydigan zirh sifatida, shuningdek, fuqarolik seyflari va naqd pul tashish vositalarini himoya qilish uchun keng qo'llaniladi. Uning ko'p zarbalarga chidamliligi oddiy SiC keramikasidan ustundir va silindrsimon yengil himoya zirhining sinish nuqtasi 65 tonnadan oshishi mumkin.
2. Reaksiya bilan sinterlangan SiC keramikasi (RB SiC)
Asosiy afzalliklari: A'lo mexanik ishlash, yuqori mustahkamlik, korroziyaga chidamlilik va oksidlanishga chidamlilik; Past sinterlash harorati va narxi, deyarli sof o'lcham hosil qilish qobiliyatiga ega. Jarayon uglerod manbasini SiC kukuni bilan aralashtirish orqali igna hosil qilishni o'z ichiga oladi. Yuqori haroratlarda eritilgan kremniy ignaga kirib, uglerod bilan reaksiyaga kirishib, β – SiC hosil qiladi, bu esa asl α – SiC bilan birlashadi va teshiklarni to'ldiradi. Sinterlash paytida o'lcham o'zgarishi kichik bo'lib, uni murakkab shakldagi mahsulotlarni sanoat ishlab chiqarish uchun mos qiladi.
Odatda qo'llaniladigan sohalar: Yuqori haroratli pech uskunalari, nurli quvurlar, issiqlik almashinuvchilari, desulfurizatsiya nozullari; Past issiqlik kengayish koeffitsienti, yuqori elastik moduli va deyarli to'r hosil qiluvchi xususiyatlari tufayli u kosmik reflektorlar uchun ideal materialga aylandi; Shuningdek, u elektron quvurlar va yarimo'tkazgich chiplarini ishlab chiqarish uskunalari uchun qo'llab-quvvatlovchi armatura sifatida kvarts oynasini almashtirishi mumkin.
3. Issiq presslangan sinterlangan SiC keramikasi (HP SiC)
Asosiy afzallik: Yuqori harorat va yuqori bosim ostida sinxron sinterlash, kukun termoplastik holatda bo'ladi, bu massa uzatish jarayoniga qulaylik yaratadi. U past haroratlarda va qisqa vaqt ichida mayda donalarga, yuqori zichlikka va yaxshi mexanik xususiyatlarga ega mahsulotlarni ishlab chiqarishi mumkin va to'liq zichlikka va deyarli sof sinterlash holatiga erishishi mumkin.
Odatda qo'llanilishi: Dastlab Vetnam urushi paytida AQSh vertolyot ekipaji a'zolari uchun o'q o'tkazmaydigan nimcha sifatida ishlatilgan, zirh bozori issiq presslangan bor karbid bilan almashtirildi; Hozirgi vaqtda u asosan yuqori qo'shimcha qiymatga ega stsenariylarda, masalan, tarkibni nazorat qilish, soflik va zichlik uchun juda yuqori talablarga ega bo'lgan sohalarda, shuningdek, aşınmaya bardoshli va yadro sanoati sohalarida qo'llaniladi.
4. Qayta kristallangan SiC keramikasi (R-SiC)
Asosiy afzalligi: Sinterlash vositalarini qo'shishning hojati yo'q, bu juda yuqori tozalikdagi va katta SiC qurilmalarini tayyorlashning keng tarqalgan usuli hisoblanadi. Jarayon qo'pol va mayda SiC kukunlarini mutanosib ravishda aralashtirish va ularni shakllantirishni, ularni 2200 ~ 2450 ℃ da inert atmosferada sinterlashni o'z ichiga oladi. Mayda zarrachalar qo'pol zarrachalar orasidagi aloqa joyida bug'lanadi va kondensatsiyalanadi va olmosdan keyingi ikkinchi qattiqlikka ega bo'ladi. SiC yuqori yuqori harorat kuchini, korroziyaga chidamliligini, oksidlanishga chidamliligini va termal zarbaga chidamliligini saqlab qoladi.
Odatda qo'llaniladigan sohalar: Yuqori haroratli pech mebellari, issiqlik almashinuvchilari, yonish nozullari; Aerokosmik va harbiy sohalarda u dvigatellar, quyruq qanotlari va fyuzelyaj kabi kosmik kemalarning tarkibiy qismlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi, bu esa uskunalarning ishlashi va xizmat muddatini yaxshilashi mumkin.
5. Silikon bilan infiltratsiyalangan SiC keramikasi (SiSiC)
Asosiy afzalliklari: Sanoat ishlab chiqarish uchun eng mos keladi, qisqa sinterlash vaqti, past harorat, to'liq zichlik va deformatsiyalanmagan, SiC matritsasi va infiltratsiyalangan Si fazasidan iborat bo'lib, ikkita jarayonga bo'linadi: suyuqlik infiltratsiyasi va gaz infiltratsiyasi. Ikkinchisi yuqori narxga ega, ammo erkin kremniyning zichligi va bir xilligi yaxshiroq.
Odatda qo'llaniladigan narsalar: past g'ovaklilik, yaxshi havo o'tkazuvchanligi va past qarshilik statik elektr energiyasini yo'qotishga yordam beradi, katta, murakkab yoki ichi bo'sh qismlarni ishlab chiqarish uchun mos keladi, yarimo'tkazgichlarni qayta ishlash uskunalarida keng qo'llaniladi; Yuqori elastik moduli, yengilligi, yuqori mustahkamligi va a'lo havo o'tkazuvchanligi tufayli u kosmik muhitda yuklarga bardosh bera oladigan va uskunaning aniqligi va xavfsizligini ta'minlaydigan aerokosmik sohada afzal ko'rilgan yuqori samarali materialdir.
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 2-sentabr