Materialshunoslikning keng sohasida silikon karbidli keramika yuqori qattiqlik, yuqori quvvat, yaxshi termal barqarorlik va kimyoviy barqarorlik kabi ajoyib xususiyatlari tufayli ko'plab yuqori texnologiyali sohalarning "azizim" ga aylandi. Aerokosmikdan yarimo'tkazgich ishlab chiqarishga, yangi energiya vositalaridan sanoat mashinalariga qadar silikon karbidli keramika ajralmas rol o'ynaydi. Silikon karbidli keramika tayyorlash jarayonida sinterlash usuli uning xususiyatlarini va qo'llash doirasini belgilovchi asosiy omil hisoblanadi. Bugun biz silikon karbidni sinterlash jarayonini ko'rib chiqamiz va sinterlangan reaktsiyaning noyob afzalliklarini o'rganishga e'tibor qaratamiz.kremniy karbidli keramika.
Silikon karbid uchun umumiy sinterlash usullari
Silikon karbidni sinterlashning turli usullari mavjud, ularning har biri o'ziga xos printsiplari va xususiyatlariga ega.
1. Issiq presslash sinterlash: Ushbu sinterlash usuli kremniy karbid kukunini qolipga joylashtirishni, qizdirish paytida ma'lum bir bosimni qo'llashni, qoliplash va sinterlash jarayonlarini bir vaqtning o'zida bajarishni o'z ichiga oladi. Issiq presslash sinterlash nisbatan past haroratlarda va qisqa vaqt ichida nozik don hajmi va yaxshi mexanik xususiyatlarga ega zich silikon karbidli keramika olishi mumkin. Biroq, issiq presslash sinterlash uskunasi murakkab, qolib narxi yuqori, ishlab chiqarish jarayoni talablari qat'iy va faqat oddiy shaklli qismlarni tayyorlash mumkin, natijada ishlab chiqarish samaradorligi past bo'ladi, bu ma'lum darajada uning keng ko'lamli qo'llanilishini cheklaydi.
2. Atmosfera bosimini sinterlash: Atmosfera bosimini sinterlash - bu kremniy karbidni atmosfera bosimi va inert atmosfera sharoitida 2000-2150 ℃ gacha qizdirish orqali, tegishli sinterlash vositalarini qo'shish orqali zichlash jarayoni. U ikkita jarayonga bo'linadi: qattiq holatda sinterlash va suyuq fazali sinterlash. Qattiq fazali sinterlash silikon karbidning yuqori zichligiga erishishi mumkin, kristallar o'rtasida shisha faza yo'q va mukammal yuqori haroratli mexanik xususiyatlarga ega; Suyuq fazali sinterlash pastroq sinterlash harorati, kichikroq don o'lchami va yaxshilangan materialning egilish kuchi va sindirishga chidamliligi kabi afzalliklarga ega. Atmosfera bosimini sinterlashda mahsulot shakli va o'lchami, past ishlab chiqarish xarajatlari va mukammal keng qamrovli material xususiyatlariga cheklovlar yo'q, lekin sinterlash harorati yuqori va energiya iste'moli yuqori.
3. Reaktsiya sinterlash: Reaksiyali sinterlangan silikon karbid birinchi marta 1950-yillarda P. Popper tomonidan taklif qilingan. Jarayon uglerod manbai va kremniy karbid kukunini aralashtirishni va inyeksion kalıplama, quruq presslash yoki sovuq izostatik presslash kabi usullar bilan yashil tanani tayyorlashni o'z ichiga oladi. Keyinchalik, ignabargli vakuum yoki inert atmosfera ostida 1500 ℃ dan yuqori haroratgacha isitiladi, bunda qattiq kremniy suyuq kremniyga eriydi, bu esa kapillyar ta'sir orqali teshiklarni o'z ichiga olgan igna ichiga infiltratsiya qiladi. Suyuq kremniy yoki kremniy bug'i yashil tanada C bilan kimyoviy reaksiyaga kirishadi va in-situ hosil bo'lgan b - SiC yashil tanadagi asl SiC zarralari bilan reaksiya sinterlangan kremniy karbidli keramik materiallarni hosil qilish uchun birlashadi.
Silikon karbidli keramikalarni reaksiya sinterlashning afzalliklari
Boshqa sinterlash usullari bilan solishtirganda, reaksiya sinterlangan silikon karbidli keramika juda ko'p muhim afzalliklarga ega:
1. Past sinterlash harorati va nazorat qilinadigan xarajat: reaksiya sinterlash harorati odatda atmosfera sinterlash haroratidan past bo'lib, energiya sarfini va sinterlash uskunalari uchun yuqori haroratli ishlash talablarini sezilarli darajada kamaytiradi. Pastroq sinterlash harorati uskunaga texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini kamaytirish va ishlab chiqarish jarayonida energiya sarfini kamaytirish, ishlab chiqarish xarajatlarini samarali ravishda kamaytirishni anglatadi. Bu reaksiya sinterlangan silikon karbidli keramikalarni keng ko'lamli ishlab chiqarishda muhim iqtisodiy afzalliklarga ega qiladi.
2. Murakkab tuzilmalar uchun mos keladigan aniq o'lchamga yaqin shakllanish: Reaksiya sinterlash jarayonida material deyarli hajmning qisqarishiga duchor bo'lmaydi. Bu xususiyat uni katta o'lchamli, murakkab shaklli strukturaviy komponentlarni tayyorlash uchun ayniqsa mos qiladi. Bu nozik mexanik komponentlar yoki yirik sanoat uskunalari komponentlari bo'ladimi, reaksiya sinterlangan kremniy karbidli keramika dizayn talablariga aniq javob berishi, keyingi ishlov berish bosqichlarini kamaytirishi, ishlab chiqarish samaradorligini oshirishi, shuningdek, qayta ishlash natijasida kelib chiqadigan moddiy yo'qotish va xarajatlarning oshishini kamaytirishi mumkin.
3. Materialni zichlashtirishning yuqori darajasi: Reaksiya sharoitlarini oqilona nazorat qilish orqali reaksiya sinterlash silikon karbidli keramika zichligining yuqori darajasiga erishishi mumkin. Zich struktura materialga yuqori egilish kuchi va bosim kuchi kabi mukammal mexanik xususiyatlarni beradi, bu esa sezilarli tashqi kuchlar ostida strukturaning yaxlitligini saqlashga imkon beradi. Shu bilan birga, zich struktura, shuningdek, materialning aşınma qarshiligi va korroziyaga chidamliligini oshiradi, bu uning og'ir ish sharoitlarida barqaror ishlashiga va xizmat muddatini uzaytirishga imkon beradi.
4. Yaxshi kimyoviy barqarorlik: Reaktsiya sinterlangan silikon karbidli keramika kuchli kislotalar va erigan metallarga mukammal qarshilik ko'rsatadi. Kimyoviy va metallurgiya kabi sohalarda asbob-uskunalar ko'pincha turli korroziv vositalar bilan aloqa qilishlari kerak. Reaktsiya sinterlangan silikon karbidli keramika ushbu vositalarning eroziyasiga samarali qarshilik ko'rsatishi, uskunaning normal ishlashini ta'minlashi, texnik xizmat ko'rsatish va almashtirish xarajatlarini kamaytirishi, ishlab chiqarishning uzluksizligi va barqarorligini yaxshilashi mumkin.
Turli sohalarda keng qo'llaniladi
Ushbu afzalliklar bilan reaksiya sinterlangan silikon karbidli keramika ko'plab sohalarda keng qo'llanilgan. Yuqori haroratli o'choq uskunalari sohasida u yuqori haroratli muhitga bardosh bera oladi va pechlarning samarali ishlashini ta'minlaydi; Issiqlik almashtirgichlarda ularning mukammal issiqlik o'tkazuvchanligi va korroziyaga chidamliligi ularni ideal material tanloviga aylantiradi; Desulfurizatsiya nozullari kabi atrof-muhitni muhofaza qilish uskunalarida u korroziy muhitning eroziyasiga qarshi turishi va uskunaning uzoq muddatli barqaror ishlashini ta'minlashi mumkin. Bundan tashqari, reaksiya sinterlangan silikon karbidli keramika ham fotovoltaik va aerokosmik kabi yuqori darajadagi sohalarda muhim rol o'ynaydi.
Reaktsiya sinterlangan silikon karbidli keramika o'zining noyob afzalliklari tufayli kremniy karbidli keramika oilasida muhim o'rin tutadi. Texnologiyaning uzluksiz rivojlanishi va jarayonlarning uzluksiz optimallashtirilishi bilan reaksiya sinterlangan silikon karbidli keramika turli sohalarni rivojlantirish uchun kuchli moddiy yordamni ta'minlab, ko'proq sohalarda o'zining mukammal ishlashini namoyish etadi, deb ishoniladi.
Xabar berish vaqti: 13-iyun-2025