In vasto campo scientiae materialium, ceramica carburi silicii "dilectissima" multorum camporum technologiae provectae facta est propter proprietates suas excellentes, ut duritiam magnam, firmitatem magnam, stabilitatem thermalem bonam, et stabilitatem chemicam. Ab industria aëronautica ad fabricationem semiconductorum, a vehiculis novae energiae ad machinas industriales, ceramica carburi silicii partes necessarias agunt. In processu praeparationis ceramicae carburi silicii, methodus sinterizationis est factor clavis qui proprietates eius et ambitum applicationis determinat. Hodie, in processum sinterizationis carburi silicii profundius investigabimus et in exploratione commodorum singularium sinterizationis reactionis intendemus.ceramica carburi silicii.
Methodi communes sinterizationis carburi silicii
Variae methodi sinterizationis carburi silicii existunt, quarum unaquaeque suis propriis principiis et proprietatibus praedita est.
1. Sinterizatio per pressionem calidam: Haec methodus sinterizationis implicat immissionem pulveris carburi silicii in formam, pressionem quandam applicandam dum calefacitur, ut processus formationis et sinterizationis simul perficiantur. Sinterizatio per pressionem calidam ceramicas carburi silicii densas temperaturis relative humilibus et tempore brevi obtinere potest, cum granis subtilibus et proprietatibus mechanicis bonis. Attamen, apparatus sinterizationis per pressionem calidam complexus est, sumptus formae altus est, requisita processus productionis severa sunt, et solae partes formae simplicis praeparari possunt, quod efficientiam productionis humilem efficit, quod quodammodo applicationem eius late differt.
2. Sinterizatio sub pressione atmosphaerica: Sinterizatio sub pressione atmosphaerica est processus sinterizationis densificationis carburi silicii per calefactionem ad 2000-2150°C sub pressione atmosphaerica et condicionibus atmosphaericae inertis, additis adiutoriis sinterizationis idoneis. In duos processus dividitur: sinterizatio status solidi et sinterizatio phasis liquidae. Sinterizatio phasis solidae densitatem magnam carburi silicii consequi potest, sine phase vitrea inter crystallos, et proprietatibus mechanicis excellentibus in alta temperatura; sinterizatio phasis liquidae commoda habet temperaturae sinterizationis inferioris, magnitudinis granorum minoris, et roboris flexionis materiae et tenacitatis fracturae emendati. Sinterizatio sub pressione atmosphaerica nullas restrictiones in forma et magnitudine producti, sumptus productionis humiles, et proprietates materiae comprehensivas excellentes habet, sed temperatura sinterizationis alta est et consumptio energiae magna est.
3. Sinterizatio reactionis: Silicium carburi per reactionem sinterizatum primum a P. Popper decennio 1950 propositum est. Processus mixturam fontis carbonis et pulveris silicii carburi, et praeparationem corporis viridis per modos ut iniectionis formationis, siccae pressionis, vel frigidae pressionis isostaticae implicat. Deinde, frusta supra 1500°C sub vacuo vel atmosphaera inerti calefacta est, quo in loco silicium solidum in silicium liquidum liquefit, quod per actionem capillarem poros frustae continentis penetrat. Silicium liquidum vel vapor silicii reactionem chemicam cum C in corpore viridi subit, et β-SiC in situ generatum cum particulis originalibus SiC in corpore viridi coniungitur ad materias ceramicas silicii carburi per reactionem sinterizatas formandas.
Commoda Ceramicarum Carbidi Silicii Sinterizationis Reactionis
Comparatae cum aliis modis sinterizationis, ceramicae carburi silicii reactione sinterizatae multa commoda insignia habent:
1. Temperatura sinterizationis humilis et sumptus moderabilis: Temperatura sinterizationis reactionis plerumque inferior est quam temperatura sinterizationis atmosphaerica, consumptionem energiae et requisita perfunctionis altae temperaturae pro apparatu sinterizationis magnopere minuens. Temperatura sinterizationis inferior significat sumptus sustentationis inferiores pro apparatu et consumptionem energiae imminutam per processum productionis, efficaciter sumptus productionis minuens. Hoc efficit ut ceramicae carburi silicii reactionis sinterizatae commoda oeconomica significantia in productione magnae scalae habeant.
2. Formatio prope magnitudinem nettam, apta structuris complexis: Per processum sinterizationis reactionis, materia vix contractionem voluminis subit. Haec proprietas eam imprimis aptam reddit ad partes structurales magnae magnitudinis et formae complexae praeparandas. Sive agatur de componentibus mechanicis accuratis sive de componentibus apparatuum industrialium magnis, ceramicae carburi silicii reactionis sinterizatae possunt accurate requisitis designandi satisfacere, gradus processus subsequentes reducere, efficientiam productionis augere, et etiam iacturam materiae et augmentum sumptus ex processu causatum reducere.
3. Gradus altus densificationis materiae: Per moderationem condicionum reactionis rationabiliter, sinterizatio reactionis gradum altum densificationis ceramicae carburi silicii consequi potest. Structura densa materiam praeclaris proprietatibus mechanicis praebet, ut puta magnam vim flexionis et compressionis, ita ut integritatem structuralem sub viribus externis magnis servet. Simul, structura densa etiam resistentiam attritionis et corrosionis materiae auget, ita ut stabile in asperis condicionibus laboris operetur et vitam eius utilem extendat.
4. Bona stabilitas chemica: Ceramicae carburi silicii per reactionem sinterizatae optimam resistentiam contra acida fortia et metalla liquefacta habent. In industriis sicut chemica et metallurgica, apparatus saepe cum variis mediis corrosivis in contactum venire debet. Ceramicae carburi silicii per reactionem sinterizatae erosionem horum mediorum efficaciter resistere, operationem normalem apparatuum curare, sumptus sustentationis et substitutionis reducere, et continuitatem ac stabilitatem productionis augere possunt.
Late applicabilis in variis campis
His commodis obductis, ceramica silicii carburi reactione sinterizata late in multis campis adhibita est. In campo apparatuum furni altae temperaturae, temperaturas altas tolerare potest et operationem efficientem furni praestare; in permutatoribus caloris, earum optima conductivitas thermalis et resistentia corrosionis eas electionem materiae idealem faciunt; in apparatu tutelae ambitus, ut injectores desulfurationis, erosioni mediorum corrosivorum resistere potest et operationem stabilem diuturnam apparatuum praestare. Praeterea, ceramica silicii carburi reactione sinterizata etiam partes magnas agunt in campis summae qualitatis, ut photovoltaica et aerospatialis.
Ceramicae carburi silicii per reactionem sinterizatae locum magnum in familia ceramicarum carburi silicii ob singularia commoda tenent. Cum continuo progressu technologiae et continua optimizatione processuum, creditur ceramicas carburi silicii per reactionem sinterizatas praeclaram suam efficaciam in pluribus campis demonstraturas esse, validum subsidium materiale ad progressionem variarum industriarum praebentes.
Tempus publicationis: XIII Iun. MMXXXV