Процес на подготовка на SiC керамика

Керамика од силициум карбидсе меѓу најкористените материјали во структурната керамика. Поради нивната релативно мала термичка експанзија, висока специфична цврстина, висока топлинска спроводливост и цврстина, отпорност на абење и отпорност на корозија и што е најважно, нивната способност да одржуваат добри перформанси дури и на температури високи до 1650°C, силициум карбидната керамика е широко користена во различни области.

Вообичаените методи на синтерување за керамика со силициум карбид вклучуваат: синтерување без притисок, реакционо синтерување и синтерување со рекристализација.

1. Синтеруван со реакција SiC(RBSiC)

Реакционото синтерување вклучува мешање на извор на јаглерод со прашок од силициум карбид, формирање на компактен, а потоа дозволување на течниот силикон да се инфилтрира во компактот на висока температура и да реагира со јаглеродот за да формира β-SiC, постигнувајќи згуснување. Покажува речиси нула собирање, што го прави погоден за големи и сложени делови. Исто така, може да се пофали со ниска температура на синтерување и ниска цена, но бесплатниот силикон може да ги намали перформансите на висока температура.

Reaction-sintered SiC е високо атрактивна структурна керамика со одлични механички својства како што се висока јачина, отпорност на корозија и отпорност на оксидација. Понатаму, се одликува со ниска температура на синтерување, ниска цена на синтерување и формирање речиси нето-форма.

Реакцискиот процес на синтерување е едноставен. Тоа вклучува мешање на извор на јаглерод и прав на SiC за да се подготви зелено тело, а потоа, под капиларна сила на висока температура, инфилтрирање на стопениот силикон во порозното зелено тело. Овој стопен силициум реагира со изворот на јаглерод во зеленото тело за да формира β-SiC фаза, која истовремено цврсто се врзува со оригиналниот α-SiC. Останатите пори се полни со стопен силициум, со што се постигнува згуснување на керамичкиот материјал. За време на синтерувањето, големината се намалува, со што се добива речиси мрежа во форма, што овозможува изработка на сложени форми по потреба. Затоа, широко се користи во индустриското производство на различни керамички производи.

Во однос на примената, материјалите за мебел за печки на висока температура, цевките за зрачење, разменувачите на топлина и прскалките за десулфуризација се типични примени на керамиката со силициум карбид синтерувана со реакција. Понатаму, поради нискиот коефициент на термичка експанзија на силициум карбид, високиот модул на еластичност и карактеристиките на формирање речиси во форма на мрежа, силициум карбид синтеруван со реакција е исто така идеален материјал за вселенски огледала. Покрај тоа, со зголемувањето на големината на обландата и температурата на термичка обработка, силициум карбид синтеруван со реакција постепено го заменува кварцното стакло. Компонентите на силициум карбид со висока чистота (SiC) кои содржат делумна силициумска фаза може да се произведуваат со употреба на прашок од силициум карбид со висока чистота и силициум со висока чистота. Овие компоненти се широко користени во потпорните тела за опремата за производство на електронски цевки и полупроводнички нафора.

2. Синтеруван без притисок SiC(SSiC)

Синтерувањето без притисок е поделено на цврстофазно и течнофазно синтерување: Цврстофазното синтерување, со додавање на B/C адитиви, постигнува густина на дифузија во цврста фаза на високи температури, што резултира со добри перформанси на висока температура, но крупно зрно. Синтерувањето во течна фаза користи адитиви како Al2O3-Y2O3 за да формира течна фаза, намалувајќи ја температурата, што резултира со пофини зрна и поголема цврстина. Оваа технологија е ниска цена, овозможува различни форми и е погодна за прецизни структурни компоненти како што се заптивни прстени, лежишта и оклоп отпорен на куршуми.

Синтерувањето без притисок се смета за најперспективен метод на синтерување за SiC. Овој метод е прилагодлив на различни процеси на формирање, има помали трошоци за производство, не е ограничен по форма или големина и е најчестиот и најлесниот метод на синтерување за масовно производство.

Синтерувањето без притисок вклучува додавање на бор и јаглерод во β-SiC кој содржи траги на кислород и синтерување на околу 2000℃ во инертна атмосфера за да се добие синтерувано тело со силициум карбид со теоретска густина од 98%. Овој метод генерално има два пристапи: синтерување во цврста состојба и синтерување во течна состојба. Силикон карбид без притисок во цврста состојба покажува висока густина и чистота, а особено, поседува уникатна висока топлинска спроводливост и одлична јачина на висока температура, што го прави лесен за обработка во керамички уреди со големи димензии и сложена форма.

Производи од синтеруван силициум карбид без притисок: (а) керамички заптивки; (б) керамички лежишта; (в) плочи отпорни на куршуми

Во однос на примената, синтерувањето на SiC без притисок е едноставно за ракување, умерено исплатливо и погодно за масовно производство на керамички делови со различни форми. Широко се користи во заптивни прстени отпорни на абење и отпорни на корозија, лизгачки лежишта, итн. Понатаму, синтеруваната силициум карбид керамика без притисок е широко користена во оклопот отпорен на куршуми, како што е заштита на возила и бродови, како и цивилни сефови и оклопни камиони, поради нивната ниска специфична висока цврстина на граѓа. кршење и ниска цена. Како материјал за панцир отпорен на куршуми, тој покажува одлична отпорност на повеќе удари, а неговиот целокупен заштитен ефект е супериорен во однос на обичната керамика со силициум карбид. Кога се користи во лесен цилиндричен керамички заштитен оклоп, неговата точка на фрактура може да достигне над 65 тони, покажувајќи значително подобри заштитни перформанси од цилиндричниот керамички заштитен оклоп што користи обична керамика од силициум карбид.

3. Рекристализирана синтерувана SiC керамика (R-SiC)

Синтерувањето со рекристализација вклучува оценети груби и фини SiC честички и третман на висока температура. Ситните честички испаруваат и кондензираат на вратот на крупните честички, формирајќи премостувачка структура без нечистотии од границата на зрната. Производот има порозност од 10-20%, добра топлинска спроводливост и отпорност на термички удари, но мала јачина. Нема намалување на волуменот и е погоден за порозен мебел од печка итн.

Технологијата за синтерување со рекристализација привлече големо внимание бидејќи не бара додавање на помагала за синтерување. Синтерувањето со рекристализација е најчестиот метод за подготовка на керамички уреди со ултра висока чистота и големи размери SiC. Процесот на подготовка на рекристализирана синтерувана SiC керамика (R-SiC) е како што следува: груби и фини SiC прашоци со различни големини на честички се мешаат во одредена пропорција и се подготвуваат во зелени празнини преку процеси како што се лиење со лизгање, обликување и истиснување. Потоа, зелените празни места се отпуштаат на висока температура од 2200~2450 ℃ под инертна атмосфера. Конечно, фините честички постепено испаруваат во гасна фаза и се кондензираат на допирните точки со крупните честички, формирајќи R-SiC керамика.

R-SiC се формира на високи температури и има цврстина веднаш по дијамантот. Задржува многу од одличните својства на SiC, како што се јачина на висока температура, силна отпорност на корозија, одлична отпорност на оксидација и добра отпорност на термички шок. Затоа, тој е идеален кандидат материјал за високотемпературен мебел од печка, разменувачи на топлина или млазници за согорување. Во воздушната и воената област, рекристализираниот силициум карбид се користи за производство на структурни компоненти на воздушните возила, како што се мотори, опашни перки и трупови. Поради своите супериорни механички својства, отпорност на корозија и отпорност на удар, може во голема мера да ги подобри перформансите и работниот век на воздушните возила.

Semicorex нуди прилагодениSiC производи. Ако имате какви било прашања или ви требаат дополнителни детали, не двоумете се да стапите во контакт со нас.
Контакт телефон +86-13567891907
Е-пошта: sales@semicorex.com