Ceràmica de carbur de siliciComparació del procés de modelat: procés de sinterització i els seus avantatges i desavantatges
En la producció de ceràmica de carbur de silici, la conformació és només un enllaç en tot el procés. La sinterització és el procés central que afecta directament el rendiment final i el rendiment de la ceràmica. Hi ha molts mètodes diferents de sinterització de ceràmica de carbur de silici, cadascun amb els seus propis avantatges i desavantatges. En aquesta entrada del bloc, explorarem el procés de sinterització de ceràmica de carbur de silici i compararem diversos mètodes.
1. Sinterització per reacció:
La sinterització per reacció és una tècnica de fabricació popular per a ceràmiques de carbur de silici. Es tracta d'un procés relativament senzill i rendible, gairebé a mida neta. La sinterització s'aconsegueix mitjançant una reacció de silicilació a una temperatura més baixa de 1450~1600°C i en un temps més curt. Aquest mètode pot produir peces de grans dimensions i formes complexes. Tanmateix, també té els seus desavantatges. La reacció de siliconació condueix inevitablement a un 8%~12% de silici lliure en el carbur de silici, cosa que redueix les seves propietats mecàniques a alta temperatura, la resistència a la corrosió i la resistència a l'oxidació. I la temperatura d'ús està limitada per sota dels 1350°C.
2. Sinterització per premsat en calent:
La sinterització per premsat en calent és un altre mètode comú per sinteritzar ceràmica de carbur de silici. En aquest mètode, la pols seca de carbur de silici s'omple en un motlle i s'escalfa mentre s'aplica pressió des d'una direcció uniaxial. Aquest escalfament i pressió simultanis promouen la difusió de partícules, el flux i la transferència de massa, donant lloc a ceràmiques de carbur de silici amb grans fins, alta densitat relativa i excel·lents propietats mecàniques. Tanmateix, la sinterització per premsat en calent també té els seus desavantatges. El procés és més complicat i requereix materials i equips de motlle d'alta qualitat. L'eficiència de producció és baixa i el cost és elevat. A més, aquest mètode només és adequat per a productes amb formes relativament simples.
3. Sinterització per premsat isostàtic en calent:
La sinterització per premsat isostàtic en calent (HIP) és una tècnica que implica l'acció combinada d'alta temperatura i gas d'alta pressió isotròpicament equilibrat. S'utilitza per a la sinterització i la densificació de pols ceràmica de carbur de silici, cos verd o cos pre-sinteritzat. Tot i que la sinterització HIP pot millorar el rendiment de la ceràmica de carbur de silici, no s'utilitza àmpliament en la producció en massa a causa del procés complicat i l'alt cost.
4. Sinterització sense pressió:
La sinterització sense pressió és un mètode amb un excel·lent rendiment a alta temperatura, un procés de sinterització senzill i un baix cost de ceràmica de carbur de silici. També permet múltiples mètodes de conformació, cosa que la fa adequada per a formes complexes i peces gruixudes. Aquest mètode és molt adequat per a la producció industrial a gran escala de ceràmica de silici.
En resum, el procés de sinterització és un pas crucial en la producció de ceràmica de SiC. L'elecció del mètode de sinterització depèn de factors com ara les propietats desitjades de la ceràmica, la complexitat de la forma, el cost de producció i l'eficiència. Cada mètode té els seus propis avantatges i desavantatges, i és important considerar acuradament aquests factors per determinar el procés de sinterització més adequat per a una aplicació concreta.
Data de publicació: 24 d'agost de 2023