Keramika z karbidu kremíkaporovnanie procesov formovania: proces spekania a jeho výhody a nevýhody
Pri výrobe karbidu kremíka a keramiky je tvárnenie iba jedným článkom celého procesu. Spekanie je základný proces, ktorý priamo ovplyvňuje konečný výkon a vlastnosti keramiky. Existuje mnoho rôznych metód spekania karbidu kremíka a každá má svoje výhody a nevýhody. V tomto blogovom príspevku preskúmame proces spekania karbidu kremíka a porovnáme rôzne metódy.
1. Reakčné spekanie:
Reakčné spekanie je populárna technika výroby karbidu kremíka. Ide o relatívne jednoduchý a nákladovo efektívny proces, ktorý sa blíži k čistej veľkosti. Spekanie sa dosahuje silicidačnou reakciou pri nižšej teplote 1450 až 1600 °C a za kratší čas. Táto metóda umožňuje vyrábať diely veľkých rozmerov a zložitého tvaru. Má však aj svoje nevýhody. Silikónizačná reakcia nevyhnutne vedie k 8 % až 12 % voľného kremíka v karbide kremíka, čo znižuje jeho mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách, odolnosť proti korózii a oxidácii. Použiteľná teplota je obmedzená pod 1350 °C.
2. Spekanie za tepla lisovaním:
Ďalšou bežnou metódou spekania karbid kremíka je spekanie za tepla. Pri tejto metóde sa suchý prášok karbidu kremíka plní do formy a zahrieva sa za pôsobenia tlaku z jednoosového smeru. Toto súčasné zahrievanie a tlak podporujú difúziu častíc, tok a prenos hmoty, čo vedie ku karbid kremíka s jemnými zrnami, vysokou relatívnou hustotou a vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami. Spekanie za tepla má však aj svoje nevýhody. Proces je zložitejší a vyžaduje si vysoko kvalitné materiály a zariadenia na formy. Výrobná účinnosť je nízka a náklady sú vysoké. Okrem toho je táto metóda vhodná len pre výrobky s relatívne jednoduchými tvarmi.
3. Izostatické lisovanie za tepla a spekanie:
Horúce izostatické lisovanie (HIP) je technika zahŕňajúca kombinované pôsobenie vysokej teploty a izotropicky vyváženého vysokotlakového plynu. Používa sa na spekanie a zhutňovanie keramického prášku z karbidu kremíka, surového telesa alebo predspekaného telesa. Hoci HIP spekanie môže zlepšiť výkonnosť karbidu kremíka, v hromadnej výrobe sa kvôli zložitému procesu a vysokým nákladom široko nepoužíva.
4. Beztlakové spekanie:
Beztlakové spekanie je metóda s vynikajúcim výkonom pri vysokých teplotách, jednoduchým procesom spekania a nízkymi nákladmi na karbid kremíka ako keramiku. Umožňuje tiež viacero metód tvarovania, vďaka čomu je vhodná pre zložité tvary a hrubé diely. Táto metóda je veľmi vhodná pre veľkovýrobu kremíkovej keramiky.
Stručne povedané, proces spekania je kľúčovým krokom pri výrobe SiC keramiky. Výber metódy spekania závisí od faktorov, ako sú požadované vlastnosti keramiky, zložitosť tvaru, výrobné náklady a efektívnosť. Každá metóda má svoje výhody a nevýhody a je dôležité tieto faktory starostlivo zvážiť, aby sa určil najvhodnejší proces spekania pre konkrétnu aplikáciu.
Čas uverejnenia: 24. augusta 2023