คำอธิบายทั่วไปของปฏิกิริยา SiC ที่ถูกผูกมัด

ทั่วไปคำอธิบายการปฏิกิริยาซิลิกอนคาร์ไบด์แบบเชื่อมติด

Reaction Bonded SiC มีคุณสมบัติเชิงกลและทนต่อการเกิดออกซิเดชัน ต้นทุนค่อนข้างต่ำ ในสังคมปัจจุบัน SiC ได้รับความสนใจจากอุตสาหกรรมต่างๆ มากขึ้นเรื่อยๆ

SiC เป็นพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งมาก ในการเผาผนึก อัตราการแพร่กระจายจะต่ำมาก ในเวลาเดียวกัน พื้นผิวของอนุภาคมักจะครอบคลุมชั้นออกไซด์ที่ค่อนข้างบางซึ่งทำหน้าที่เป็นอุปสรรคการแพร่กระจาย SiC บริสุทธิ์แทบจะไม่ถูกเผาผนึกและอัดแน่นโดยไม่มีสารเติมแต่งการเผาผนึก แม้ว่าจะใช้วิธีกดร้อน ก็ยังต้องเลือกสารเติมแต่งที่เหมาะสมด้วย เฉพาะที่อุณหภูมิสูงมากเท่านั้นจึงจะได้วัสดุที่เหมาะกับวิศวกรรมที่มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับความหนาแน่นเชิงทฤษฎี ซึ่งควรอยู่ในช่วง 1,950 ถึง 2,200 องศาเซลเซียส ในขณะเดียวกัน รูปร่างและขนาดของวัสดุจะถูกจำกัด แม้ว่าจะสามารถผลิตคอมโพสิต SIC ได้โดยการสะสมไอ แต่จำกัดอยู่แค่การเตรียมวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำหรือชั้นบาง เนื่องจากมีเวลาเงียบยาวนาน ต้นทุนการผลิตจึงเพิ่มขึ้น

Reaction Bonded SiC ถูกคิดค้นขึ้นในปี 1950 โดย Popper หลักการพื้นฐานมีดังนี้:

ภายใต้แรงดูดของเหลว ซิลิกอนเหลวหรือโลหะผสมซิลิกอนที่มีปฏิกิริยาจะแทรกซึมเข้าไปในเซรามิกที่มีรูพรุนซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนและซิลิกอนคาร์บอนที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยา ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เกิดขึ้นใหม่จะถูกเชื่อมติดกับอนุภาคซิลิกอนคาร์ไบด์ดั้งเดิมในสถานะ และรูพรุนที่เหลือในสารตัวเติมจะถูกเติมด้วยสารทำให้ซึมเพื่อให้กระบวนการเพิ่มความหนาแน่นเสร็จสมบูรณ์

เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการอื่นๆ ของเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ กระบวนการเผาผนึกจะมีลักษณะดังต่อไปนี้:

อุณหภูมิการประมวลผลต่ำ เวลาในการประมวลผลสั้น ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษหรือราคาแพง

ชิ้นส่วนที่ถูกยึดติดด้วยปฏิกิริยาไม่มีการหดตัวหรือการเปลี่ยนแปลงขนาด

วิธีการขึ้นรูปที่หลากหลาย (การอัด การฉีด การกด และการเท)

มีวิธีการขึ้นรูปอื่นๆ อีกมากมาย ในระหว่างการเผาผนึก สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่และซับซ้อนได้โดยไม่ต้องมีแรงดัน เทคโนโลยี Reaction Bonded ของซิลิกอนคาร์ไบด์ได้รับการศึกษาเป็นเวลาครึ่งศตวรรษ เทคโนโลยีนี้ได้กลายเป็นจุดสนใจของอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีข้อได้เปรียบเฉพาะตัว