Ym maes helaeth gwyddor deunyddiau, mae cerameg silicon carbid wedi dod yn "anwylyd" llawer o feysydd uwch-dechnoleg oherwydd eu priodweddau rhagorol fel caledwch uchel, cryfder uchel, sefydlogrwydd thermol da, a sefydlogrwydd cemegol. O awyrofod i weithgynhyrchu lled-ddargludyddion, o gerbydau ynni newydd i beiriannau diwydiannol, mae cerameg silicon carbid yn chwarae rhan anhepgor. Yn y broses baratoi cerameg silicon carbid, y dull sinteru yw'r ffactor allweddol sy'n pennu ei briodweddau a'i ystod gymhwysiad. Heddiw, byddwn yn ymchwilio i'r broses sinteru o silicon carbid ac yn canolbwyntio ar archwilio manteision unigryw sinteru adwaith.cerameg silicon carbid.
Dulliau sinteru cyffredin ar gyfer carbid silicon
Mae yna amryw o ddulliau sinteru ar gyfer carbid silicon, pob un â'i egwyddorion a'i nodweddion unigryw ei hun.
1. Sintro gwasgu poeth: Mae'r dull sintro hwn yn cynnwys rhoi powdr silicon carbid mewn mowld, gan roi pwysau penodol wrth gynhesu, i gwblhau'r prosesau mowldio a sintro ar yr un pryd. Gall sintro gwasgu poeth gael cerameg silicon carbid trwchus ar dymheredd cymharol isel ac mewn cyfnod byr o amser, gyda maint grawn mân a phriodweddau mecanyddol da. Fodd bynnag, mae'r offer sintro gwasgu poeth yn gymhleth, mae cost y mowld yn uchel, mae gofynion y broses gynhyrchu yn llym, a dim ond rhannau siâp syml y gellir eu paratoi, gan arwain at effeithlonrwydd cynhyrchu isel, sydd i ryw raddau'n cyfyngu ar ei gymhwysiad ar raddfa fawr.
2. Sintro pwysau atmosfferig: Sintro pwysau atmosfferig yw'r broses o sintro dwysáu carbid silicon trwy ei gynhesu i 2000-2150 ℃ o dan amodau pwysau atmosfferig ac awyrgylch anadweithiol, trwy ychwanegu cymhorthion sintro priodol. Fe'i rhennir yn ddau broses: sintro cyflwr solet a sintro cyfnod hylif. Gall sintro cyfnod solet gyflawni dwysedd uchel o carbid silicon, heb gyfnod gwydr rhwng crisialau, a phriodweddau mecanyddol tymheredd uchel rhagorol; Mae gan sintro cyfnod hylif fanteision tymheredd sintro is, maint grawn llai, a chryfder plygu deunydd gwell a chaledwch torri. Nid oes gan sintro pwysau atmosfferig unrhyw gyfyngiadau ar siâp a maint y cynnyrch, costau cynhyrchu isel, a phriodweddau deunydd cynhwysfawr rhagorol, ond mae'r tymheredd sintro yn uchel ac mae'r defnydd o ynni yn uchel.
3. Sintro adwaith: Cynigiwyd carbid silicon wedi'i sintro adwaith gyntaf gan P. Popper yn y 1950au. Mae'r broses yn cynnwys cymysgu ffynhonnell garbon a phowdr carbid silicon, a pharatoi'r corff gwyrdd trwy ddulliau fel mowldio chwistrellu, gwasgu sych, neu wasgu isostatig oer. Yna, caiff y biled ei gynhesu i uwchlaw 1500 ℃ o dan wactod neu awyrgylch anadweithiol, lle mae'r silicon solet yn toddi i silicon hylif, sy'n treiddio i'r biled sy'n cynnwys mandyllau trwy weithred capilarïaidd. Mae silicon hylif neu anwedd silicon yn cael adwaith cemegol gyda C yn y corff gwyrdd, ac mae'r β-SiC a gynhyrchir yn y fan a'r lle yn cyfuno â'r gronynnau SiC gwreiddiol yn y corff gwyrdd i ffurfio deunyddiau ceramig carbid silicon wedi'u sintro adwaith.
Manteision Cerameg Silicon Carbide Sinteru Adwaith
O'i gymharu â dulliau sinteru eraill, mae gan serameg silicon carbid wedi'i sinteru ag adwaith lawer o fanteision sylweddol:
1. Tymheredd sintro isel a chost reolaethadwy: Mae tymheredd sintro'r adwaith fel arfer yn is na thymheredd sintro'r atmosffer, gan leihau'r defnydd o ynni a'r gofynion perfformiad tymheredd uchel ar gyfer offer sintro yn fawr. Mae tymheredd sintro is yn golygu costau cynnal a chadw is ar gyfer yr offer a defnydd ynni is yn ystod y broses gynhyrchu, gan leihau costau cynhyrchu yn effeithiol. Mae hyn yn golygu bod gan serameg silicon carbid sintro adwaith fanteision economaidd sylweddol mewn cynhyrchu ar raddfa fawr.
2. Ffurfio maint bron yn net, addas ar gyfer strwythurau cymhleth: Yn ystod y broses sinteru adwaith, prin y bydd y deunydd yn crebachu o ran cyfaint. Mae'r nodwedd hon yn ei gwneud yn arbennig o addas ar gyfer paratoi cydrannau strwythurol maint mawr a siâp cymhleth. Boed yn gydrannau mecanyddol manwl gywir neu'n gydrannau offer diwydiannol mawr, gall cerameg silicon carbid sinteru adwaith fodloni gofynion dylunio yn gywir, lleihau'r camau prosesu dilynol, gwella effeithlonrwydd cynhyrchu, a hefyd lleihau colledion deunydd a chynnydd mewn costau a achosir gan brosesu.
3. Gradd uchel o ddwysáu deunydd: Drwy reoli'r amodau adwaith yn rhesymol, gall sinteru adwaith gyflawni gradd uchel o ddwysáu cerameg silicon carbid. Mae'r strwythur dwys yn rhoi priodweddau mecanyddol rhagorol i'r deunydd, megis cryfder plygu uchel a chryfder cywasgol, gan ei alluogi i gynnal cyfanrwydd strwythurol o dan rym allanol sylweddol. Ar yr un pryd, mae'r strwythur dwys hefyd yn gwella ymwrthedd gwisgo a gwrthiant cyrydiad y deunydd, gan ganiatáu iddo weithredu'n sefydlog mewn amgylcheddau gwaith llym ac ymestyn ei oes gwasanaeth.
4. Sefydlogrwydd cemegol da: Mae gan serameg silicon carbid sinter adwaith wrthwynebiad rhagorol i asidau cryf a metelau tawdd. Mewn diwydiannau fel cemegol a metelegol, mae angen i offer yn aml ddod i gysylltiad ag amrywiol gyfryngau cyrydol. Gall serameg silicon carbid sinter adwaith wrthsefyll erydiad y cyfryngau hyn yn effeithiol, sicrhau gweithrediad arferol offer, lleihau costau cynnal a chadw ac ailosod, a gwella parhad a sefydlogrwydd cynhyrchu.
Yn berthnasol yn eang mewn gwahanol feysydd
Gyda'r manteision hyn, mae cerameg silicon carbid sinter adwaith wedi cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn sawl maes. Ym maes offer odyn tymheredd uchel, gall wrthsefyll amgylcheddau tymheredd uchel a sicrhau gweithrediad effeithlon odynau; Mewn cyfnewidwyr gwres, mae eu dargludedd thermol rhagorol a'u gwrthiant cyrydiad yn eu gwneud yn ddewis deunydd delfrydol; Mewn offer diogelu'r amgylchedd fel ffroenellau dadsylffwreiddio, gall wrthsefyll erydiad cyfryngau cyrydol a sicrhau gweithrediad sefydlog hirdymor yr offer. Yn ogystal, mae cerameg silicon carbid sinter adwaith hefyd yn chwarae rhan bwysig mewn meysydd pen uchel fel ffotofoltäig ac awyrofod.
Mae cerameg silicon carbid sinter adwaith yn meddiannu safle pwysig yn nheulu cerameg silicon carbid oherwydd eu manteision unigryw. Gyda datblygiad parhaus technoleg ac optimeiddio prosesau'n barhaus, credir y bydd cerameg silicon carbid sinter adwaith yn dangos eu perfformiad rhagorol mewn mwy o feysydd, gan ddarparu cefnogaeth ddeunyddiol gref ar gyfer datblygiad amrywiol ddiwydiannau.
Amser postio: 13 Mehefin 2025