סיליקון קרביד (SiC) הוא תרכובת קוולנטית המורכבת מפחמן וסיליקון וידועה בתכונותיה המצוינות, כולל עמידות גבוהה בפני שחיקה, עמידות בפני הלם תרמי, עמידות חזקה בפני קורוזיה ומוליכות תרמית גבוהה. תכונות אלו הופכות את סיליקון קרביד לחומר אידיאלי למגוון יישומים בתעשיות מרובות, כולל תעופה וחלל, ייצור מכונות, פטרוכימיה, התכת מתכות ואלקטרוניקה. מתאים במיוחד לייצור חלקים עמידים בפני שחיקה וחלקים מבניים בטמפרטורה גבוהה. פיתוח קרמיקת סיליקון קרביד מסונטרת בתגובה מילא תפקיד מפתח בקידום היישומים התעשייתיים של חומר רב-תכליתי זה.
שיטת הייצור המסורתיתקרמיקה מסיליקון קרביד מסונטרת בתגובההיא להשתמש באבקת סיליקון קרביד בשילוב עם כמות קטנה של אבקת פחמן. התערובת עוברת תגובת סיליקוניזציה בטמפרטורה גבוהה ליצירת חומר קרמי צפוף. עם זאת, מלאכה מסורתית זו אינה חפה מחסרונותיה. תהליך הסינטור מאופיין במשך זמן רב, בטמפרטורה גבוהה ובצריכת אנרגיה גבוהה, וכתוצאה מכך עלויות ייצור גבוהות. ככל שדרישות התעשייה לצורות וצורות קרמיות מסיליקון קרביד הופכות מורכבות יותר ויותר, מגבלותיהן של השיטות המסורתיות הופכות לברורות יותר ויותר.
בשנים האחרונות, ניצול ננו-אבקה מסיליקון קרביד הפך לפתרון מבטיח לשיפור התכונות המכניות של קרמיקה מסיליקון קרביד. שימוש בננו-אבקה יכול לייצר קרמיקה עם צפיפויות סינטור גבוהות יותר וחוזקי כיפוף גבוהים יותר. עם זאת, עלות ננו-אבקה מסיליקון קרביד גבוהה יחסית, ולעתים קרובות עולה על 10,000 יואן לטון, דבר המהווה מכשול עיקרי לאימוץ נרחב ולייצור בקנה מידה גדול. אתגר כלכלי זה דורש חקירה של חומרי גלם ושיטות חלופיים כדי להפוך את ייצור הקרמיקה מסיליקון קרביד לאפשרי וחסכוני יותר.
בנוסף, היכולת לייצר צורות מורכבות וחלקים גדולים יותר פותחת אפיקים חדשים ליישומי קרמיקה מסיליקון קרביד. תעשיות הדורשות עיצובים מורכבים וחומרים בעלי ביצועים גבוהים יכולות להפיק תועלת משיטת הכנה חדשנית זו. גמישות התכנון ופוטנציאל הייצור ההמוני של קרמיקה מסיליקון קרביד באיכות גבוהה יכולים להוביל להתקדמות משמעותית בתחומים כמו תעופה וחלל ואלקטרוניקה שבהם ביצועי החומרים הם קריטיים.
זמן פרסום: 9 בנובמבר 2024