สี่กระบวนการเผาผนึกของซิลิกอนคาร์ไบด์เซรามิก

เซรามิกคาร์ไบด์มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ทนต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ทนต่อการสึกหรอได้ดี เสถียรภาพทางความร้อนที่ดี ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนขนาดเล็ก การนำความร้อนสูง ความแข็งสูง ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อน ทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี และคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมอื่นๆมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์ การใช้เครื่องจักร การปกป้องสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีการบินและอวกาศ ข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ พลังงาน และสาขาอื่นๆ และได้กลายเป็นเซรามิกโครงสร้างที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ซึ่งมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในหลายอุตสาหกรรมตอนนี้ให้ฉันแสดงให้คุณเห็น!

การเผาผนึกแบบไม่มีแรงดัน

การเผาผนึกแบบไม่ใช้แรงกดถือเป็นวิธีการที่มีแนวโน้มดีที่สุดสำหรับการเผาผนึก SiCตามกลไกการเผาผนึกที่แตกต่างกัน การเผาผนึกแบบไร้แรงดันสามารถแบ่งออกเป็นการเผาผนึกด้วยเฟสของแข็งและการเผาผนึกด้วยเฟสของเหลวผ่าน β- A ที่มีปริมาณ B และ C ที่เหมาะสม (ปริมาณออกซิเจนน้อยกว่า 2%) ถูกเติมลงในผง SiC ในเวลาเดียวกันและ sproehazka ถูกเผาเป็น SiC เผาร่างกายที่มีความหนาแน่นสูงกว่า 98% ที่ 2020 ℃ก. มุลลา และคณะใช้ Al2O3 และ Y2O3 เป็นสารเติมแต่งและเผาที่อุณหภูมิ 1850-1950 ℃ สำหรับ 0.5 μ m β- SiC (พื้นผิวอนุภาคมี SiO2) จำนวนเล็กน้อยความหนาแน่นสัมพัทธ์ของเซรามิก SiC ที่ได้รับมากกว่า 95% ของความหนาแน่นตามทฤษฎี และขนาดเกรนมีขนาดเล็กและขนาดเฉลี่ยคือ 1.5 ไมครอน

การเผาผนึกร้อน

SiC บริสุทธิ์สามารถเผาแบบกะทัดรัดที่อุณหภูมิสูงมากเท่านั้นโดยไม่มีสารเติมแต่งการเผาผนึก ผู้คนจำนวนมากจึงใช้กระบวนการเผาผนึกแบบกดร้อนสำหรับ SiCมีรายงานมากมายเกี่ยวกับการเผาผนึก SiC แบบกดร้อนโดยการเพิ่มตัวช่วยสำหรับการเผาผนึกAlliegro และคณะศึกษาผลกระทบของโบรอน อะลูมิเนียม นิกเกิล เหล็ก โครเมียม และสารเติมแต่งโลหะอื่นๆ ต่อการทำให้หนาแน่นของ SiCผลการวิจัยพบว่าอะลูมิเนียมและเหล็กเป็นสารเติมแต่งที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการเผาผนึก SiC แบบกดร้อนFFlange ศึกษาผลของการเพิ่มปริมาณ Al2O3 ในปริมาณที่แตกต่างกันต่อคุณสมบัติของ SiC แบบกดร้อนความหนาแน่นของ SiC แบบกดร้อนนั้นสัมพันธ์กับกลไกการละลายและการตกตะกอนอย่างไรก็ตาม กระบวนการเผาผนึกด้วยความร้อนสามารถผลิตชิ้นส่วน SiC ที่มีรูปร่างเรียบง่ายเท่านั้นปริมาณของผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยกระบวนการเผาผนึกแบบกดครั้งเดียวมีขนาดเล็กมาก ซึ่งไม่เอื้อต่อการผลิตภาคอุตสาหกรรม

การเผาผนึกแบบไอโซสแตติกร้อน

เพื่อที่จะเอาชนะจุดอ่อนของกระบวนการเผาผนึกแบบดั้งเดิมนั้น มีการใช้ชนิด B และชนิด C เป็นสารเติมแต่ง และนำเทคโนโลยีการเผาผนึกแบบกดไอโซสแตติกร้อนมาใช้ที่ 1900 ° C ได้เซรามิกผลึกละเอียดที่มีความหนาแน่นมากกว่า 98 และความแข็งแรงในการดัดที่อุณหภูมิห้องอาจสูงถึง 600 MPaแม้ว่าการเผาผนึกแบบไอโซสแตติกแบบร้อนจะสามารถผลิตผลิตภัณฑ์เฟสหนาแน่นที่มีรูปร่างซับซ้อนและคุณสมบัติทางกลที่ดี แต่การเผาผนึกต้องปิดผนึก ซึ่งยากต่อการผลิตภาคอุตสาหกรรม

การเผาปฏิกิริยา

ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยาหรือที่เรียกว่าซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เชื่อมด้วยตัวเองหมายถึงกระบวนการที่แท่งเหล็กมีรูพรุนทำปฏิกิริยากับก๊าซหรือของเหลวเพื่อปรับปรุงคุณภาพของแท่งเหล็ก ลดความพรุน และเผาผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่มีความแข็งแรงและความถูกต้องของมิติที่แน่นอนใช้ผง α- SiC และกราไฟท์ผสมในสัดส่วนที่แน่นอนและให้ความร้อนประมาณ 1650 ℃ เพื่อสร้างแท่งเหล็กแท่งสี่เหลี่ยมในเวลาเดียวกัน มันแทรกซึมหรือแทรกซึมเข้าไปในบิลเล็ตผ่าน Si ที่เป็นก๊าซ และทำปฏิกิริยากับกราไฟต์เพื่อสร้าง β- SiC รวมกับอนุภาค α- SiC ที่มีอยู่เมื่อ Si ถูกแทรกซึมอย่างสมบูรณ์ ปฏิกิริยาเผาร่างกายที่มีความหนาแน่นสมบูรณ์และขนาดไม่หดตัวสามารถรับได้เมื่อเทียบกับกระบวนการเผาผนึกอื่นๆ การเปลี่ยนแปลงขนาดของปฏิกิริยาการเผาผนึกในกระบวนการทำให้เข้มข้นมีขนาดเล็ก และสามารถเตรียมผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดที่ถูกต้องได้อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของ SiC จำนวนมากในร่างกายที่ถูกเผาทำให้คุณสมบัติทางอุณหภูมิสูงของเซรามิก SiC ที่เผาปฏิกิริยาเกิดปฏิกิริยาแย่ลง