Silikon karbid (SiC) keramikainanılmaz gücü, istiliyə davamlılığı və davamlılığı ilə tanınır. Bu xüsusiyyətlər onları aerokosmik mühərriklər və ya sənaye maşınları kimi çətin mühitlərdə istifadə üçün ideal edir. Bəs bu qabaqcıl materiallar tam olaraq necə yaradılmışdır? Prosesi addım-addım parçalayaq.
1. Xammalın hazırlanması
Hamısı yüksək təmizlikli silisium karbid tozundan başlayır. Bunu keramika “tortu” bişirmək üçün “un” kimi düşünün. Son materialın xassələrini yaxşılaşdırmaq üçün alüminium oksidi və ya bor birləşmələri kimi az miqdarda əlavələr qarışdırılır. Bu əlavələr sonrakı mərhələlərdə yapışqan kimi çıxış edərək hissəciklərin daha effektiv birləşməsinə kömək edir.
2. Keramikanın formalaşdırılması
Daha sonra toz qəliblənə bilən formaya çevrilir. İki ümumi üsul istifadə olunur:
Basma: Toz, qar topunun sıxılmasına bənzər yüksək təzyiqdən istifadə edərək müəyyən bir forma sıxılır.
Enjeksiyon qəlibi: Toz, mürəkkəb formalar üçün qəliblərə vurulan xəmirə bənzər bir qarışıq yaratmaq üçün müvəqqəti bağlayıcı (mum kimi) ilə qarışdırılır.
Bu mərhələdə material hələ də kövrəkdir - quru qum heykəli kimi - və möhkəm olmaq üçün "bişirilməlidir".
3. Sinterləmə prosesi
Bu sehrin baş verdiyi yerdir. Formalı keramika xüsusi sobada son dərəcə yüksək temperaturda (çox vaxt 1800°C-dən yuxarı) qızdırılır. Sinterləmə zamanı iki əsas şey baş verir:
Hissəciklərin Bağlanması: Silikon karbid taxılları yaxınlaşaraq, boşluqları aradan qaldırır və möhkəm bir quruluş meydana gətirir.
Aşqarların işi: Əlavə edilmiş birləşmələr bir qədər əriyir və möhkəmliyi artırmaq üçün hissəciklər arasında "körpü" yaradır.
Arzuolunmaz reaksiyaların qarşısını almaq üçün sobanın içindəki mühit diqqətlə idarə olunur - bəzən inert qazlarla doldurulur.
4. Son toxunuşlar
Sinterdən sonra keramika performansını yaxşılaşdırmaq üçün əlavə müalicələrdən keçə bilər:
Cilalama: Hamar səthlər tələb edən tətbiqlər üçün (məsələn, möhürlər və ya podşipniklər).
Kaplama: Aşınma müqavimətini artırmaq üçün nazik bir qoruyucu təbəqə (silikon nitrid kimi) əlavə edilə bilər.
Emal: Son ölçülərə çatmaq üçün dəqiq kəsmə və ya qazma.
Bu Proses Niyə Əhəmiyyətlidir
Silikon karbidin gücünün sirri onun atomlarının sinterləmə zamanı necə bağlanmasındadır. Yüksək temperatur prosesi istiliyə, korroziyaya və fiziki gərginliyə davamlı olan güclü silisium-karbon bağları şəbəkəsi yaradır. Əlavələr və dəqiq temperatur nəzarəti son məhsulun nəinki çətin, həm də çatlamağa qarşı kifayət qədər möhkəm olmasını təmin edir.
Daha Böyük Şəkil
Ən müasir turbinlərdən tutmuş çirklənməyə nəzarət sistemlərinə qədər silisium karbid keramika müasir texnologiyada mühüm rol oynayır. İstehsal prosesi mürəkkəb olsa da, sadə tozu ən ağır şərtlərə tab gətirə bilən bir materiala çevirən elm və mühəndisliyin bu diqqətli tarazlığıdır.
Tədqiqat inkişaf etdikcə, keramikadan 3D çap kimi yeni üsullar ortaya çıxır və bu qeyri-adi material üçün daha da innovativ istifadələr vəd edir.
Göndərmə vaxtı: 19 mart 2025-ci il