Процес припреме СиЦ керамике

Керамика од силицијум карбидаспадају међу најчешће коришћене материјале у структурној керамици. Због релативно ниске топлотне експанзије, високе специфичне чврстоће, високе топлотне проводљивости и тврдоће, отпорности на хабање и отпорности на корозију, и што је најважније, њихове способности да одрже добре перформансе чак и на температурама до 1650°Ц, керамика од силицијум карбида има широку примену у различитим областима.

Уобичајене методе синтеровања за силицијум карбидну керамику укључују: синтеровање без притиска, реакционо синтеровање и рекристализационо синтеровање.

1. Реакционо синтеровани СиЦ (РБСиЦ)

Реакционо синтеровање укључује мешање извора угљеника са прахом силицијум карбида, формирање компакта, а затим омогућавање течном силицијуму да се инфилтрира у компакт на високој температури и реагује са угљеником да би се формирао β-СиЦ, постижући згушњавање. Показује скоро нулту скупљање, што га чини погодним за велике и сложене делове. Такође се може похвалити ниском температуром синтеровања и ниском ценом, али бесплатни силицијум може смањити перформансе на високим температурама.

Реакционо синтеровани СиЦ је веома атрактивна структурна керамика са одличним механичким својствима као што су висока чврстоћа, отпорност на корозију и отпорност на оксидацију. Штавише, има ниску температуру синтеровања, ниску цену синтеровања и формирање скоро мреже.

Процес реакционог синтеровања је једноставан. То укључује мешање извора угљеника и праха СиЦ да би се припремило зелено тело, а затим, под високотемпературном капиларном силом, инфилтрирање растопљеног силицијума у ​​порозно зелено тело. Овај растопљени силицијум реагује са извором угљеника унутар зеленог тела да би формирао β-СиЦ фазу, која се истовремено чврсто везује са оригиналним α-СиЦ. Преостале поре су испуњене растопљеним силицијумом, чиме се постиже згушњавање керамичког материјала. Током синтеровања, величина се смањује, постижући облик скоро мреже, што омогућава израду сложених облика по потреби. Због тога се широко користи у индустријској производњи разних керамичких производа.

У смислу примене, материјали за намештај за пећи на високим температурама, зрачеће цеви, измењивачи топлоте и млазнице за одсумпоравање су типичне примене реакционо синтероване керамике од силицијум карбида. Штавише, због ниског коефицијента топлотног ширења силицијум карбида, високог модула еластичности и карактеристика формирања облика скоро мреже, реакционо синтеровани силицијум карбид је такође идеалан материјал за свемирска огледала. Поред тога, са повећањем величине плочице и температуре топлотне обраде, реакционо синтеровани силицијум карбид постепено замењује кварцно стакло. Компоненте силицијум карбида високе чистоће (СиЦ) које садрже делимичну силицијумску фазу могу се произвести коришћењем праха силицијум карбида високе чистоће и силицијума високе чистоће. Ове компоненте се широко користе у потпорним уређајима за опрему за производњу електронских цеви и полупроводничких плочица.

2. Синтеровани СиЦ (ССиЦ) без притиска

Синтеровање без притиска се дели на синтеровање у чврстој фази и синтеровање у течној фази: Синтеровање у чврстој фази, уз додатак Б/Ц адитива, постиже дифузионо згушњавање чврсте фазе на високим температурама, што резултира добрим перформансама при високим температурама, али грубљењем зрна. Синтеровање у течној фази користи адитиве као што је Ал2О3-И2О3 да би се формирала течна фаза, снижавајући температуру, што доводи до финијих зрна и веће жилавости. Ова технологија је јефтина, омогућава различите облике и погодна је за прецизне структурне компоненте као што су заптивни прстенови, лежајеви и непробојни оклоп.

Синтеровање без притиска сматра се најперспективнијим методом синтеровања за СиЦ. Ова метода је прилагодљива различитим процесима формирања, има ниже трошкове производње, није ограничена ни обликом ни величином, и најчешћа је и најлакша метода синтеровања за масовну производњу.

Синтеровање без притиска укључује додавање бора и угљеника у β-СиЦ који садржи трагове кисеоника и синтеровање на око 2000℃ у инертној атмосфери да би се добило синтеровано тело од силицијум карбида са 98% теоријске густине. Ова метода генерално има два приступа: синтеровање у чврстом стању и синтеровање у течном стању. Синтеровани силицијум карбид у чврстом стању без притиска показује високу густину и чистоћу, а посебно поседује јединствену високу топлотну проводљивост и одличну чврстоћу при високим температурама, што га чини лаким за обраду у велике и сложене керамичке уређаје.

Производи од синтерованог силицијум карбида без притиска: (а) керамичке заптивке; (б) керамичке лежајеве; (ц) непробојне плоче

У смислу примене, синтеровање СиЦ без притиска је једноставно за руковање, умерено исплативо и погодно за масовну производњу керамичких делова различитих облика. Широко се користи у заптивним прстеновима отпорним на хабање и корозију, клизним лежајевима итд. Штавише, керамика од синтерованог силицијум карбида без притиска има широку примену у непробојним оклопима, као што су заштита возила и бродова, као и цивилни сефови и оклопни камиони, због њихове високе тврдоће, ниске специфичне тежине лоптице, више апсорпције енергије након лома. Као оклопни материјал отпоран на метке, показује одличну отпорност на вишеструке ударе, а његов укупни заштитни ефекат је супериорнији од обичне керамике од силицијум карбида. Када се користи у лаганом цилиндричном керамичком заштитном оклопу, његова тачка лома може да достигне преко 65 тона, показујући знатно боље заштитне перформансе од цилиндричног керамичког заштитног оклопа који користи обичну керамику од силицијум карбида.

3. Рекристализована синтерована СиЦ керамика (Р-СиЦ)

Рекристализационо синтеровање укључује класификоване грубе и фине честице СиЦ и третман на високој температури. Фине честице испаравају и кондензују се на врату грубих честица, формирајући премошћујућу структуру без нечистоћа на граници зрна. Производ има порозност од 10-20%, добру топлотну проводљивост и отпорност на топлотни удар, али ниску чврстоћу. Нема запреминског скупљања и погодан је за порозни намештај за пећи итд.

Технологија синтеровања рекристализације је привукла широку пажњу јер не захтева додавање помоћних средстава за синтеровање. Рекристализационо синтеровање је најчешћи метод за припрему великих СиЦ керамичких уређаја ултра-високе чистоће. Процес припреме рекристализоване синтероване СиЦ керамике (Р-СиЦ) је следећи: груби и фини СиЦ прашкови различитих величина честица се мешају у одређеној пропорцији и припремају у зелене бланке кроз процесе као што су ливење, калуповање и екструзија. Затим се зелени бланкови испаљују на високој температури од 2200~2450 ℃ у инертној атмосфери. Коначно, фине честице постепено испаравају у гасну фазу и кондензују се на контактним тачкама са грубим честицама, формирајући Р-СиЦ керамику.

Р-СиЦ се формира на високим температурама и има тврдоћу другу након дијаманта. Задржава многа одлична својства СиЦ, као што су висока чврстоћа на високим температурама, јака отпорност на корозију, одлична отпорност на оксидацију и добра отпорност на топлотни удар. Због тога је идеалан кандидат за намештај за пећи на високим температурама, измењиваче топлоте или млазнице за сагоревање. У ваздухопловству и војним областима, рекристализовани силицијум карбид се користи за производњу структурних компоненти ваздухопловних возила, као што су мотори, репна пераја и трупови. Због својих врхунских механичких својстава, отпорности на корозију и отпорности на удар, може значајно побољшати перформансе и радни век ваздухопловних возила.

Семицорек нуди прилагођенеСиЦ производи. Ако имате било каквих питања или су вам потребни додатни детаљи, не устручавајте се да нас контактирате.
Контакт телефон # +86-13567891907
Емаил: салес@семицорек.цом