Siliziumkarbid-KeramikVergleich des Formverfahrens: Sinterverfahren und seine Vor- und Nachteile
Bei der Herstellung von Siliziumkarbidkeramik ist die Umformung nur ein Glied im gesamten Prozess. Sintern ist der Kernprozess, der sich direkt auf die endgültige Leistung und Leistung von Keramik auswirkt. Es gibt viele verschiedene Methoden zum Sintern von Siliziumkarbidkeramik, jede mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen. In diesem Blogbeitrag werden wir den Sinterprozess von Siliziumkarbidkeramik untersuchen und verschiedene Methoden vergleichen.
1. Reaktionssintern:
Reaktionssintern ist eine beliebte Herstellungstechnik für Siliziumkarbidkeramik. Dabei handelt es sich um einen relativ einfachen und kosteneffektiven Prozess, bei dem nahezu Nettogröße erreicht wird. Das Sintern wird durch eine Silizidierungsreaktion bei einer niedrigeren Temperatur von 1450–1600 °C und einer kürzeren Zeit erreicht. Mit dieser Methode können Teile mit großen Abmessungen und komplexer Form hergestellt werden. Allerdings hat es auch seine Nachteile. Die Silizierungsreaktion führt zwangsläufig zu 8 % bis 12 % freiem Silizium im Siliziumkarbid, was seine mechanischen Hochtemperatureigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit verringert. Und die Einsatztemperatur ist auf unter 1350 °C begrenzt.
2. Heißpresssintern:
Heißpresssintern ist eine weitere gängige Methode zum Sintern von Siliziumkarbidkeramik. Bei diesem Verfahren wird trockenes Siliziumkarbidpulver in eine Form gefüllt und erhitzt, während Druck aus einer einachsigen Richtung ausgeübt wird. Dieses gleichzeitige Erhitzen und Drücken fördert die Partikeldiffusion, den Fluss und den Stoffübergang, was zu Siliziumkarbidkeramiken mit feinen Körnern, hoher relativer Dichte und hervorragenden mechanischen Eigenschaften führt. Allerdings hat das Heißpresssintern auch Nachteile. Der Prozess ist komplizierter und erfordert hochwertige Formmaterialien und Ausrüstung. Die Produktionseffizienz ist gering und die Kosten hoch. Darüber hinaus eignet sich diese Methode nur für Produkte mit relativ einfachen Formen.
3. Heißisostatisches Presssintern:
Das Heißisostatische Pressen (HIP)-Sintern ist eine Technik, die die kombinierte Wirkung von Hochtemperatur- und isotrop ausgeglichenem Hochdruckgas beinhaltet. Es wird zum Sintern und Verdichten von Siliziumkarbid-Keramikpulver, Grünkörpern oder vorgesinterten Körpern verwendet. Obwohl HIP-Sintern die Leistung von Siliziumkarbidkeramiken verbessern kann, wird es aufgrund des komplizierten Prozesses und der hohen Kosten nicht häufig in der Massenproduktion eingesetzt.
4. Druckloses Sintern:
Druckloses Sintern ist eine Methode mit hervorragender Hochtemperaturleistung, einfachem Sinterprozess und niedrigen Kosten für Siliziumkarbidkeramik. Es ermöglicht außerdem mehrere Umformmethoden und eignet sich daher für komplexe Formen und dicke Teile. Dieses Verfahren eignet sich sehr gut für die großtechnische Produktion von Siliziumkeramik.
Zusammenfassend ist der Sinterprozess ein entscheidender Schritt bei der Herstellung von SiC-Keramik. Die Wahl der Sintermethode hängt von Faktoren wie den gewünschten Eigenschaften der Keramik, der Komplexität der Form, den Produktionskosten und der Effizienz ab. Jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile, und es ist wichtig, diese Faktoren sorgfältig abzuwägen, um den am besten geeigneten Sinterprozess für eine bestimmte Anwendung zu bestimmen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. August 2023