Materialşünaslığın geniş sahəsində silisium karbid keramika yüksək sərtlik, yüksək möhkəmlik, yaxşı istilik dayanıqlığı və kimyəvi sabitlik kimi əla xüsusiyyətlərinə görə bir çox yüksək texnologiyalı sahələrin “sevgilim”inə çevrilmişdir. Aerokosmikdən yarımkeçirici istehsalına, yeni enerji vasitələrindən sənaye maşınlarına qədər silisium karbid keramika əvəzsiz rol oynayır. Silikon karbid keramikasının hazırlanması prosesində sinterləmə üsulu onun xassələrini və tətbiq sahəsini müəyyən edən əsas amildir. Bu gün biz silisium karbidinin sinterləmə prosesini araşdıracağıq və reaksiya sinterlənməsinin unikal üstünlüklərini araşdırmağa diqqət yetirəcəyik.silisium karbid keramika.
Silikon karbid üçün ümumi sinterləmə üsulları
Silikon karbid üçün müxtəlif sinterləmə üsulları mövcuddur, hər birinin özünəməxsus prinsipləri və xüsusiyyətləri vardır.
1. İsti presləmə sinterləmə: Bu sinterləmə üsulu, silisium karbid tozunun bir qəlibə yerləşdirilməsini, qızdırarkən müəyyən bir təzyiq tətbiq edərək, qəlibləmə və sinterləmə proseslərini eyni vaxtda başa çatdırmaqdan ibarətdir. İsti presləmə sinterləmə nisbətən aşağı temperaturda və qısa müddət ərzində incə taxıl ölçüsünə və yaxşı mexaniki xassələrə malik sıx silisium karbid keramika əldə edə bilər. Bununla belə, isti presləmə sinterləmə avadanlığı mürəkkəbdir, qəlibin qiyməti yüksəkdir, istehsal prosesinin tələbləri ciddidir və yalnız sadə formalı hissələr hazırlana bilər, nəticədə istehsal səmərəliliyi aşağı olur, bu da onun geniş miqyaslı tətbiqini müəyyən dərəcədə məhdudlaşdırır.
2. Atmosfer təzyiqi ilə sinterləmə: Atmosfer təzyiqi ilə sinterləmə, silisium karbidinin atmosfer təzyiqi və inert atmosfer şəraitində 2000-2150 ℃-ə qədər qızdırılması, müvafiq sinterləmə vasitələrinin əlavə edilməsi yolu ilə sıxlaşdırılması prosesidir. İki prosesə bölünür: bərk vəziyyətdə sinterləmə və maye fazalı sinterləmə. Bərk fazalı sinterləmə kristallar arasında heç bir şüşə fazı olmayan və əla yüksək temperaturlu mexaniki xüsusiyyətlərə malik silisium karbidinin yüksək sıxlığına nail ola bilər; Maye fazalı sinterləmə aşağı sinterləmə temperaturu, daha kiçik taxıl ölçüsü və təkmilləşdirilmiş materialın əyilmə gücü və qırılma möhkəmliyi kimi üstünlüklərə malikdir. Atmosfer təzyiqi ilə sinterləmə məhsulun forması və ölçüsü, aşağı istehsal xərcləri və əla hərtərəfli material xüsusiyyətləri ilə bağlı heç bir məhdudiyyətə malik deyil, lakin sinterləmə temperaturu yüksəkdir və enerji istehlakı yüksəkdir.
3. Reaksiya sinterləmə: Reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid ilk dəfə 1950-ci illərdə P. Popper tərəfindən təklif edilmişdir. Proses karbon mənbəyi və silisium karbid tozunun qarışdırılmasını və injection qəlibləmə, quru presləmə və ya soyuq izostatik presləmə kimi üsullarla yaşıl gövdənin hazırlanmasını əhatə edir. Sonra, iş parçası vakuum və ya inert atmosfer altında 1500 ℃-dən yuxarı qızdırılır, bu zaman bərk silikon maye silikona əriyir və bu, kapilyar təsir vasitəsilə məsamələri ehtiva edən iş parçasına sızır. Maye silisium və ya silisium buxarı yaşıl bədəndə C ilə kimyəvi reaksiyaya məruz qalır və yerində yaranan β – SiC yaşıl bədəndəki orijinal SiC hissəcikləri ilə birləşərək reaksiya sinterlənmiş silisium karbid keramika materiallarını yaradır.
Silikon Karbid Keramikasının Reaksiya Sinterlənməsinin Üstünlükləri
Digər sinterləmə üsulları ilə müqayisədə reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid keramika bir çox əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir:
1. Aşağı sinterləmə temperaturu və idarə olunan qiymət: Reaksiya sinterləmə temperaturu adətən atmosfer sinterləmə temperaturundan aşağı olur, enerji sərfiyyatını və sinterləmə avadanlığı üçün yüksək temperatur performans tələblərini xeyli azaldır. Daha aşağı sinterləmə temperaturu avadanlığa daha az texniki xidmət xərcləri və istehsal prosesi zamanı enerji istehlakının azaldılması, istehsal xərclərinin effektiv şəkildə azaldılması deməkdir. Bu, reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid keramikasının geniş miqyaslı istehsalda əhəmiyyətli iqtisadi üstünlüklərə malik olmasını təmin edir.
2. Mürəkkəb strukturlar üçün uyğun olan şəbəkə ölçüsünə yaxın formalaşdırma: Reaksiya sinterləmə prosesi zamanı material çətin ki, həcm büzüşür. Bu xüsusiyyət onu böyük ölçülü, mürəkkəb formalı konstruktiv komponentlərin hazırlanması üçün xüsusilə əlverişli edir. İstər dəqiq mexaniki komponentlər, istərsə də iri sənaye avadanlığı komponentləri olsun, reaksiya sinterlənmiş silisium karbid keramika dizayn tələblərinə dəqiq cavab verə bilər, sonrakı emal addımlarını azalda bilər, istehsal səmərəliliyini artıra bilər, həmçinin emal nəticəsində yaranan material itkisini və xərc artımını azalda bilər.
3. Materialın sıxlığının yüksək dərəcəsi: Reaksiya şərtlərinə əsaslı şəkildə nəzarət etməklə, reaksiya sinterləmə silisium karbid keramikasının yüksək dərəcədə sıxlaşmasına nail ola bilər. Sıx quruluş materiala yüksək əyilmə gücü və sıxılma gücü kimi əla mexaniki xüsusiyyətlər bəxş edir və əhəmiyyətli xarici qüvvələr altında struktur bütövlüyünü qorumağa imkan verir. Eyni zamanda, sıx struktur həm də materialın aşınma müqavimətini və korroziyaya davamlılığını artırır, çətin iş mühitlərində sabit işləməyə imkan verir və xidmət müddətini uzadır.
4. Yaxşı kimyəvi sabitlik: Reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid keramika güclü turşulara və ərimiş metallara qarşı əla müqavimətə malikdir. Kimya və metallurgiya kimi sənayelərdə avadanlıq tez-tez müxtəlif aşındırıcı mühitlərlə təmasda olmalıdır. Reaksiya sinterlənmiş silisium karbid keramika bu mühitlərin aşınmasına təsirli şəkildə müqavimət göstərə bilər, avadanlığın normal işləməsini təmin edə bilər, texniki xidmət və dəyişdirmə xərclərini azalda bilər, istehsalın davamlılığını və sabitliyini yaxşılaşdıra bilər.
Müxtəlif sahələrdə geniş tətbiq olunur
Bu üstünlükləri ilə reaksiya sinterlənmiş silisium karbid keramikaları bir çox sahələrdə geniş istifadə edilmişdir. Yüksək temperaturlu soba avadanlığı sahəsində yüksək temperatur mühitinə tab gətirə və sobaların səmərəli işləməsini təmin edə bilər; İstilik dəyişdiricilərində onların əla istilik keçiriciliyi və korroziyaya davamlılığı onları ideal material seçimi edir; Kükürddən təmizlənmə başlıqları kimi ətraf mühitin mühafizəsi avadanlıqlarında o, aşındırıcı mühitin aşınmasına qarşı dura bilər və avadanlığın uzunmüddətli sabit işləməsini təmin edə bilər. Bundan əlavə, reaksiya sinterlənmiş silisium karbid keramika fotovoltaik və aerokosmik kimi yüksək səviyyəli sahələrdə də mühüm rol oynayır.
Reaksiya sinterlənmiş silisium karbid keramika unikal üstünlüklərinə görə silisium karbid keramika ailəsində mühüm yer tutur. Texnologiyanın davamlı inkişafı və proseslərin davamlı optimallaşdırılması ilə reaksiya sinterlənmiş silisium karbid keramikalarının müxtəlif sənaye sahələrinin inkişafı üçün güclü maddi dəstək təmin edərək, daha çox sahədə əla performans nümayiş etdirəcəyinə inanılır.
Göndərmə vaxtı: 13 iyun 2025-ci il