Ceramika z węglika krzemuporównanie procesu formowania: proces spiekania oraz jego zalety i wady
W produkcji ceramiki z węglika krzemu formowanie jest tylko jednym ogniwem w całym procesie. Spiekanie to podstawowy proces, który bezpośrednio wpływa na ostateczną wydajność i wydajność ceramiki. Istnieje wiele różnych metod spiekania ceramiki z węglika krzemu, każda ma swoje zalety i wady. W tym poście na blogu przyjrzymy się procesowi spiekania ceramiki z węglika krzemu i porównamy różne metody.
1. Spiekanie reakcyjne:
Spiekanie reakcyjne jest popularną techniką wytwarzania ceramiki z węglika krzemu. Jest to stosunkowo prosty i opłacalny proces, zbliżony do wielkości netto. Spiekanie osiąga się poprzez reakcję krzemionkowania w niższej temperaturze 1450~1600°C i w krótszym czasie. Metodą tą można wytwarzać części o dużych rozmiarach i skomplikowanych kształtach. Ma to jednak również swoje wady. Reakcja silikonowania nieuchronnie prowadzi do 8% ~ 12% wolnego krzemu w węgliku krzemu, co zmniejsza jego właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach, odporność na korozję i odporność na utlenianie. Temperatura użytkowania jest ograniczona poniżej 1350°C.
2. Spiekanie na gorąco:
Spiekanie przez prasowanie na gorąco to kolejna powszechna metoda spiekania ceramiki z węglika krzemu. W tej metodzie suchy proszek węglika krzemu jest wprowadzany do formy i podgrzewany przy zastosowaniu nacisku z kierunku jednoosiowego. To jednoczesne ogrzewanie i ciśnienie sprzyja dyfuzji cząstek, przepływowi i przenoszeniu masy, w wyniku czego powstaje ceramika z węglika krzemu o drobnych ziarnach, wysokiej gęstości względnej i doskonałych właściwościach mechanicznych. Jednak spiekanie przez prasowanie na gorąco ma również swoje wady. Proces jest bardziej skomplikowany i wymaga wysokiej jakości materiałów i sprzętu do formowania. Wydajność produkcji jest niska, a koszt wysoki. Ponadto metoda ta nadaje się tylko do produktów o stosunkowo prostych kształtach.
3. Spiekanie izostatyczne na gorąco:
Spiekanie metodą gorącego prasowania izostatycznego (HIP) to technika polegająca na połączonym działaniu wysokiej temperatury i izotropowo zrównoważonego gazu pod wysokim ciśnieniem. Służy do spiekania i zagęszczania proszku ceramicznego z węglika krzemu, surowego korpusu lub wstępnie spiekanego korpusu. Chociaż spiekanie HIP może poprawić wydajność ceramiki z węglika krzemu, nie jest ono powszechnie stosowane w produkcji masowej ze względu na skomplikowany proces i wysokie koszty.
4. Spiekanie bezciśnieniowe:
Spiekanie bezciśnieniowe to metoda charakteryzująca się doskonałą wydajnością w wysokich temperaturach, prostym procesem spiekania i niskim kosztem ceramiki z węglika krzemu. Umożliwia także wiele metod formowania, dzięki czemu nadaje się do skomplikowanych kształtów i grubych części. Metoda ta jest bardzo odpowiednia do przemysłowej produkcji ceramiki krzemowej na dużą skalę.
Podsumowując, proces spiekania jest kluczowym etapem w produkcji ceramiki SiC. Wybór metody spiekania zależy od takich czynników, jak pożądane właściwości ceramiki, złożoność kształtu, koszt produkcji i wydajność. Każda metoda ma swoje zalety i wady i ważne jest, aby dokładnie rozważyć te czynniki, aby określić najbardziej odpowiedni proces spiekania dla konkretnego zastosowania.
Czas publikacji: 24 sierpnia 2023 r