Trong các lĩnh vực tiên tiến như chất bán dẫn, năng lượng mới và hàng không vũ trụ, một loại vật liệu gốm màu xám đen đang âm thầm đóng vai trò quan trọng. Đó làgốm cacbua silic– một loại vật liệu có độ cứng tương đương với kim cương, đang làm thay đổi diện mạo của ngành công nghiệp hiện đại chính nhờ khả năng chịu nhiệt cao, chống ăn mòn và dẫn nhiệt cao. Nhưng ít ai biết rằng để biến bột silicon carbide cứng thành các thiết bị chính xác, cần một quy trình “rèn nhiệt độ cao” kỳ diệu.
I. Quá trình thiêu kết: Bí quyết kỳ diệu biến đá thành vàng
Nếu so sánh bột silicon carbide với ngọc bích chưa được đánh bóng, thì quá trình thiêu kết là công đoạn then chốt để tạo hình nó thành một sản phẩm tinh xảo. Thông qua quá trình rèn ở nhiệt độ cao 800-2000℃, các hạt bột kích thước micromet “kết dính” lại ở cấp độ nguyên tử, tạo thành một khối gốm đặc và rắn chắc. Các quy trình thiêu kết khác nhau, giống như các kỹ thuật khắc khác nhau, mang lại cho vật liệu những đặc tính hiệu năng độc đáo:
1. Thiêu kết dưới áp suất khí quyển: Phương pháp truyền thống nhất là "nấu chậm ở lửa nhỏ".
Cũng giống như món súp ngon được ninh chậm cần phải ở lửa nhỏ, quy trình này cho phép bột tự nhiên đặc lại thông qua quá trình nung ở nhiệt độ cao trong thời gian dài. Mặc dù chu trình tương đối dài, nhưng nó có thể duy trì "hương vị ban đầu" của vật liệu và phù hợp hơn cho các linh kiện thiết bị bán dẫn có yêu cầu độ tinh khiết nghiêm ngặt.
2. Thiêu kết ép nóng: Một “kỹ thuật rèn áp suất cao” được kiểm soát chính xác.
Việc tác dụng áp lực cơ học trong môi trường nhiệt độ cao giống như việc thực hiện một "mát xa nén nóng" chính xác lên vật liệu, có thể nhanh chóng loại bỏ các lỗ rỗng bên trong. Các chi tiết gốm được sản xuất bằng quy trình này có mật độ gần với giá trị lý thuyết và là lựa chọn lý tưởng để sản xuất vòng bi và gioăng chính xác.
3. Thiêu kết phản ứng: “Phép màu hóa học” trong thế giới vật liệu
Bằng cách tận dụng khéo léo phản ứng hóa học giữa silic và carbon, các lỗ rỗng được tự động lấp đầy trong quá trình thiêu kết. Tính năng “tự phục hồi” này biến nó thành một công cụ mạnh mẽ để sản xuất các bộ phận phức tạp và không đều, phù hợp với nhiều sản phẩm chịu nhiệt độ cao, chống mài mòn, chống ăn mòn hoặc các bộ phận tùy chỉnh khác.
II. Lựa chọn quy trình: Sự khôn ngoan của việc điều chỉnh cho phù hợp
Cũng giống như những người thợ may lành nghề lựa chọn đường may dựa trên đặc tính của vải, các kỹ sư cần phải xem xét toàn diện các yêu cầu của sản phẩm:
Khi gia công các chi tiết có thành mỏng và hình dạng bất thường, công nghệ "thấm sâu" của phương pháp thiêu kết phản ứng có thể duy trì hình dạng hoàn hảo.
Các khay bán dẫn có yêu cầu khắt khe về bề mặt siêu phẳng có thể đảm bảo không bị biến dạng nhờ phương pháp thiêu kết áp suất bình thường.
Khi gia công các linh kiện chịu tải trọng cao, phương pháp thiêu kết ép nóng với mật độ cực cao thường được lựa chọn.
III. Những đột phá công nghệ vô hình
Trong lịch sử phát triển của công nghệ thiêu kết, hai cải tiến tiềm ẩn có ý nghĩa đặc biệt quan trọng: việc bổ sung chất hỗ trợ thiêu kết ở mức tối thiểu, giống như "chất kết dính phân tử", giúp giảm tiêu thụ năng lượng đồng thời tăng cường độ bền; hệ thống điều khiển nhiệt độ kỹ thuật số tương tự như một "đầu bếp thông minh", giữ cho sự dao động nhiệt độ trong phạm vi ±5℃ và đảm bảo tính nhất quán về hiệu suất cho mỗi mẻ vật liệu.
Từ lĩnh vực công nghiệp chống mài mòn và ăn mòn đến ngành công nghiệp bán dẫn tiên tiến, gốm silicon carbide đang định hình lại diện mạo của ngành công nghiệp hiện đại. Sự đổi mới liên tục trong công nghệ thiêu kết giống như việc chắp cánh cho vật liệu kỳ diệu này, cho phép nó bay cao hơn trong nhiều lĩnh vực ứng dụng. Là một nhà sản xuất chuyên nghiệp hoạt động sâu rộng trong lĩnh vực gốm silicon carbide hơn một thập kỷ, Shandong Zhongpeng hiểu rõ hơn ai hết về sự tương tác giữa vật liệu và kiểm soát nhiệt. Mỗi lần tinh chỉnh đường cong thiêu kết là một sự tái cấu trúc của tam giác vàng “nhiệt độ-áp suất-thời gian”. Ánh sáng lập lò của mỗi lò nung tiếp tục viết nên chương tiến hóa của gốm công nghiệp. Dựa trên sự tự tin của nghiên cứu và phát triển độc lập cùng nhiều công nghệ được cấp bằng sáng chế, chúng tôi luôn cam kết cung cấp cho khách hàng giải pháp trọn gói từ khâu tinh chế nguyên liệu đến thiêu kết chính xác, đảm bảo mỗi sản phẩm gốm silicon carbide đều mang trong mình hơi ấm của mười năm kinh nghiệm chế tác. Con đường phía trước được tôi luyện, và thông qua quá trình rèn giũa liên tục, nó trở nên mới mẻ. Chúng tôi chân thành mời bạn cùng chứng kiến tia sáng tri thức trong lĩnh vực gốm công nghiệp này soi sáng những điều tưởng chừng như không thể. Chúng tôi luôn tin rằng mỗi bước tiến trong khoa học vật liệu đều đang tích lũy sức mạnh giúp nhân loại vượt qua những giới hạn công nghệ.
Thời gian đăng bài: 17/04/2025