Gốm silicon carbideso sánh quy trình đúc: quy trình thiêu kết và ưu nhược điểm của nó
Trong sản xuất gốm silicon carbide, tạo hình chỉ là một khâu trong toàn bộ quy trình. Thiêu kết là quá trình cốt lõi ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và hiệu suất cuối cùng của gốm. Có nhiều phương pháp thiêu kết gốm silicon carbide khác nhau, mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về quy trình thiêu kết gốm silicon carbide và so sánh các phương pháp này.
1. Phản ứng thiêu kết:
Thiêu kết phản ứng là một kỹ thuật chế tạo phổ biến cho gốm silicon carbide. Đây là một quy trình gần như tương đương với kích thước thực tế (net-to-size) tương đối đơn giản và tiết kiệm chi phí. Quá trình thiêu kết được thực hiện bằng phản ứng silic hóa ở nhiệt độ thấp hơn, từ 1450 đến 1600°C và thời gian ngắn hơn. Phương pháp này có thể tạo ra các chi tiết có kích thước lớn và hình dạng phức tạp. Tuy nhiên, nó cũng có những nhược điểm. Phản ứng silic hóa chắc chắn sẽ tạo ra 8% đến 12% silicon tự do trong silicon carbide, làm giảm các đặc tính cơ học ở nhiệt độ cao, khả năng chống ăn mòn và khả năng chống oxy hóa của nó. Nhiệt độ sử dụng bị giới hạn dưới 1350°C.
2. Thiêu kết ép nóng:
Thiêu kết ép nóng là một phương pháp phổ biến khác để thiêu kết gốm silicon carbide. Trong phương pháp này, bột silicon carbide khô được đổ vào khuôn và được gia nhiệt đồng thời với áp lực đơn trục. Quá trình gia nhiệt và áp lực đồng thời này thúc đẩy sự khuếch tán hạt, dòng chảy và truyền khối, tạo ra gốm silicon carbide với hạt mịn, mật độ tương đối cao và các tính chất cơ học tuyệt vời. Tuy nhiên, thiêu kết ép nóng cũng có những nhược điểm. Quy trình phức tạp hơn và đòi hỏi vật liệu và thiết bị khuôn chất lượng cao. Hiệu suất sản xuất thấp và chi phí cao. Ngoài ra, phương pháp này chỉ phù hợp với các sản phẩm có hình dạng tương đối đơn giản.
3. Thiêu kết ép đẳng tĩnh nóng:
Thiêu kết ép nóng đẳng tĩnh (HIP) là một kỹ thuật kết hợp tác động của nhiệt độ cao và khí áp suất cao cân bằng đẳng hướng. Nó được sử dụng để thiêu kết và làm đặc bột gốm silicon carbide, vật liệu xanh hoặc vật liệu đã thiêu kết trước. Mặc dù thiêu kết HIP có thể cải thiện hiệu suất của gốm silicon carbide, nhưng do quy trình phức tạp và chi phí cao nên không được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt.
4. Thiêu kết không áp suất:
Thiêu kết không áp suất là phương pháp có hiệu suất nhiệt độ cao tuyệt vời, quy trình thiêu kết đơn giản và chi phí sản xuất gốm silicon carbide thấp. Phương pháp này cũng cho phép tạo hình đa dạng, phù hợp với các hình dạng phức tạp và chi tiết dày. Phương pháp này rất phù hợp cho sản xuất gốm silicon quy mô công nghiệp quy mô lớn.
Tóm lại, quá trình thiêu kết là một bước quan trọng trong sản xuất gốm SiC. Việc lựa chọn phương pháp thiêu kết phụ thuộc vào các yếu tố như tính chất mong muốn của gốm, độ phức tạp của hình dạng, chi phí sản xuất và hiệu quả. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, và điều quan trọng là phải cân nhắc kỹ lưỡng các yếu tố này để xác định quy trình thiêu kết phù hợp nhất cho từng ứng dụng cụ thể.
Thời gian đăng: 24-08-2023