Кремний карбиді (SiC) керамикатөмен жылу кеңею коэффициенті, жоғары жылу өткізгіштік, жоғары қаттылық және тамаша термиялық және химиялық тұрақтылық арқасында жоғары температуралы құрылымдық керамика саласындағы негізгі материал болды. Олар аэроғарыш, ядролық энергетика, әскери және жартылай өткізгіштер сияқты негізгі салаларда кеңінен қолданылады.
Алайда, өте күшті коваленттік байланыстар және SiC төмен диффузиялық коэффициенті оның тығыздалуын қиындатады. Осы мақсатта өнеркәсіп әртүрлі агломерациялық технологияларды әзірледі және әртүрлі технологиялармен дайындалған SiC керамикасының микроқұрылымында, қасиеттерінде және қолдану сценарийінде айтарлықтай айырмашылықтары бар. Мұнда бес негізгі кремний карбид керамикасының негізгі сипаттамаларының талдауы берілген.
1. Қысымсыз күйдірілмеген SiC керамика (S-SiC)
Негізгі артықшылықтар: бірнеше қалыптау процестеріне қолайлы, құны төмен, пішіні мен өлшемімен шектелмейді, бұл жаппай өндіріске қол жеткізу үшін агломерациялаудың ең оңай әдісі. Құрамында аз мөлшерде оттегі бар β – SiC бор мен көміртекті қосу және оны инертті атмосферада шамамен 2000 ℃ температурада агломерациялау арқылы теориялық тығыздығы 98% болатын агломерацияланған дене алуға болады. Екі процесс бар: қатты фаза және сұйық фаза. Біріншісі жоғары тығыздық пен тазалыққа, сондай-ақ жоғары жылу өткізгіштікке және жоғары температураға төзімділікке ие.
Типтік қолданбалар: тозуға төзімді және коррозияға төзімді тығыздағыш сақиналар мен сырғымалы мойынтіректерді жаппай өндіру; Жоғары қаттылық, төмен салыстырмалы ауырлық және жақсы баллистикалық өнімділік арқасында ол көліктер мен кемелер үшін оқ өткізбейтін бронь ретінде, сондай-ақ азаматтық сейфтер мен ақшалай көлік құралдарын қорғау үшін кеңінен қолданылады. Оның көп соққыға төзімділігі қарапайым SiC керамикасынан жоғары, ал цилиндрлік жеңіл қорғаныш сауытының сыну нүктесі 65 тоннадан асады.
2. Реакциялық агломерленген SiC керамика (RB SiC)
Негізгі артықшылықтары: тамаша механикалық өнімділік, жоғары беріктік, коррозияға төзімділік және тотығуға төзімділік; Агломерациялау температурасы мен құны төмен, таза өлшемге жақын қалыптауға қабілетті. Процесс дайындамаларды алу үшін көміртегі көзін SiC ұнтағымен араластыруды қамтиды. Жоғары температурада балқытылған кремний дайындамаға еніп, көміртегімен әрекеттесіп, β – SiC түзеді, ол бастапқы α – SiC-пен қосылып, кеуектерді толтырады. Агломерация кезінде өлшемнің өзгеруі аз, бұл оны күрделі пішінді бұйымдарды өнеркәсіптік өндіруге жарамды етеді.
Типтік қолданбалар: Жоғары температуралы пеш жабдығы, сәулелі түтіктер, жылу алмастырғыштар, күкіртсіздендіру саптамалары; Төмен термиялық кеңею коэффициенті, жоғары серпімділік модулі және желіге жақын қалыптау сипаттамаларының арқасында ол ғарыш рефлекторлары үшін тамаша материал болды; Ол сондай-ақ электронды түтіктер мен жартылай өткізгіш чиптерді шығаратын жабдық үшін тіреуіш ретінде кварц шынысын алмастыра алады.
3. Ыстық сығымдалған SiC керамика (HP SiC)
Негізгі артықшылығы: жоғары температура мен жоғары қысымда синхронды агломерация, ұнтақ термопластикалық күйде, бұл масса алмасу процесіне қолайлы. Ол төмен температурада және қысқа мерзімде ұсақ түйіршіктер, жоғары тығыздық және жақсы механикалық қасиеттері бар өнімдерді шығара алады және толық тығыздыққа және таза агломерация күйіне қол жеткізе алады.
Әдеттегі қолдану: Вьетнам соғысы кезінде американдық тікұшақ экипажы мүшелері үшін оқ өткізбейтін кеудеше ретінде қолданылған, қару-жарақ нарығы ыстық пресстелген бор карбидімен ауыстырылды; Қазіргі уақытта ол көбінесе құрамын бақылауға, тазалыққа және тығыздауға өте жоғары талаптары бар өрістер, сондай-ақ тозуға төзімді және ядролық өнеркәсіп өрістері сияқты қосылған құны жоғары сценарийлерде қолданылады.
4. Қайта кристалданған SiC керамикасы (R-SiC)
Негізгі артықшылығы: агломерациялық құралдарды қосудың қажеті жоқ, бұл өте жоғары тазалықтағы және үлкен SiC құрылғыларын дайындаудың кең таралған әдісі. Процесс ірі және жұқа SiC ұнтақтарын пропорцияда араластыруды және оларды қалыптастыруды, 2200 ~ 2450 ℃ температурада инертті атмосферада агломерациялауды қамтиды. Ұсақ бөлшектер буланып, дөрекі бөлшектердің жанасуында конденсацияланып, керамика түзеді, қаттылығы алмаздан кейін екінші орында. SiC жоғары температура беріктігін, коррозияға төзімділігін, тотығуға төзімділігін және термиялық соққыға төзімділігін сақтайды.
Типтік қолданбалар: Жоғары температуралы пеш жиһазы, жылу алмастырғыштар, жану саптамалары; Аэроғарыштық және әскери салаларда ол жабдықтың өнімділігі мен қызмет ету мерзімін жақсартатын қозғалтқыштар, құйрық қанаттары және фюзеляж сияқты ғарыш аппараттарының құрылымдық бөліктерін жасау үшін қолданылады.
5. Кремний инфильтрацияланған SiC керамикасы (SiSiC)
Негізгі артықшылықтары: Қысқа агломерация уақыты, төмен температура, толық тығыз және деформацияланбаған, SiC матрицасы мен инфильтрацияланған Si фазасынан тұратын, екі процеске бөлінген өнеркәсіптік өндіріс үшін қолайлы: сұйық инфильтрация және газ инфильтрация. Соңғысының құны жоғары, бірақ бос кремнийдің тығыздығы мен біркелкілігі жақсы.
Типтік қолданбалар: төмен кеуектілік, жақсы герметикалық және төмен қарсылық статикалық электр қуатын жоюға қолайлы, үлкен, күрделі немесе қуыс бөлшектерді өндіруге жарамды, жартылай өткізгіштерді өңдеу жабдықтарында кеңінен қолданылады; Жоғары серпімділік модуліне, жеңіл салмағына, жоғары беріктігіне және тамаша герметикалық қасиетіне байланысты ол ғарыштық ортадағы жүктемелерге төтеп бере алатын және жабдықтың дәлдігі мен қауіпсіздігін қамтамасыз ететін аэроғарыш саласындағы таңдаулы жоғары өнімді материал болып табылады.
Жіберу уақыты: 02 қыркүйек 2025 ж