چهار فرآیند پخت سرامیک‌های سیلیکون کاربیدی

سرامیک‌های سیلیکون کاربید دارای استحکام دمای بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون در دمای بالا، مقاومت در برابر سایش خوب، پایداری حرارتی خوب، ضریب انبساط حرارتی کوچک، رسانایی حرارتی بالا، سختی بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و سایر خواص عالی هستند. این ماده به طور گسترده در خودرو، مکانیزاسیون، حفاظت از محیط زیست، فناوری هوافضا، الکترونیک اطلاعات، انرژی و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار گرفته و به یک سرامیک ساختاری غیرقابل جایگزین با عملکرد عالی در بسیاری از زمینه‌های صنعتی تبدیل شده است. حالا بگذارید به شما نشان دهم!

تف‌جوشی بدون فشار

تف‌جوشی بدون فشار به عنوان امیدوارکننده‌ترین روش برای تف‌جوشی SiC در نظر گرفته می‌شود. بر اساس مکانیسم‌های مختلف تف‌جوشی، تف‌جوشی بدون فشار را می‌توان به تف‌جوشی فاز جامد و تف‌جوشی فاز مایع تقسیم کرد. از طریق β- بسیار ریز، مقدار مناسبی از B و C (محتوای اکسیژن کمتر از 2٪) به طور همزمان به پودر SiC اضافه شد و s. proehazka به بدنه تف‌جوشی شده SiC با چگالی بالاتر از 98٪ در دمای 2020 درجه سانتیگراد تف‌جوشی شد. A. Mulla و همکارانش از Al2O3 و Y2O3 به عنوان افزودنی استفاده کردند و در دمای 1850-1950 درجه سانتیگراد برای β-SiC با ضخامت 0.5 میکرومتر (سطح ذرات حاوی مقدار کمی SiO2 است) تف‌جوشی کردند. چگالی نسبی سرامیک‌های SiC به دست آمده بیشتر از 95٪ چگالی نظری است و اندازه دانه کوچک و اندازه متوسط ​​آن 1.5 میکرون است.

پخت پرس گرم

SiC خالص را فقط می‌توان در دمای بسیار بالا و بدون هیچ گونه افزودنی تف‌جوشی به صورت فشرده تف‌جوشی کرد، بنابراین بسیاری از افراد فرآیند تف‌جوشی پرس گرم را برای SiC اجرا می‌کنند. گزارش‌های زیادی در مورد تف‌جوشی پرس گرم SiC با افزودن کمک‌جوشی وجود دارد. آلیگرو و همکارانش تأثیر بور، آلومینیوم، نیکل، آهن، کروم و سایر افزودنی‌های فلزی را بر تراکم SiC بررسی کردند. نتایج نشان می‌دهد که آلومینیوم و آهن مؤثرترین افزودنی‌ها برای ارتقای تف‌جوشی پرس گرم SiC هستند. FFlange تأثیر افزودن مقادیر مختلف Al2O3 را بر خواص SiC پرس گرم بررسی کرد. فرض بر این است که تراکم SiC پرس گرم به مکانیسم انحلال و رسوب مربوط می‌شود. با این حال، فرآیند تف‌جوشی پرس گرم فقط می‌تواند قطعات SiC با شکل ساده تولید کند. مقدار محصولات تولید شده توسط فرآیند تف‌جوشی پرس گرم یک‌باره بسیار کم است که برای تولید صنعتی مناسب نیست.

پرس ایزواستاتیک داغ، تف جوشی

به منظور غلبه بر کاستی‌های فرآیند تف‌جوشی سنتی، از مواد نوع B و نوع C به عنوان افزودنی استفاده شد و فناوری تف‌جوشی با پرس ایزواستاتیک گرم به کار گرفته شد. در دمای 1900 درجه سانتیگراد، سرامیک‌های کریستالی ریز با چگالی بیشتر از 98 به دست آمد و استحکام خمشی در دمای اتاق می‌توانست به 600 مگاپاسکال برسد. اگرچه تف‌جوشی با پرس ایزواستاتیک گرم می‌تواند محصولات فاز متراکم با اشکال پیچیده و خواص مکانیکی خوب تولید کند، اما تف‌جوشی باید آب‌بندی شود که دستیابی به تولید صنعتی آن دشوار است.

پخت واکنشی

کاربید سیلیکون سینتر شده واکنشی، که به عنوان کاربید سیلیکون خود پیوند نیز شناخته می‌شود، به فرآیندی اشاره دارد که در آن شمش متخلخل با فاز گاز یا مایع واکنش می‌دهد تا کیفیت شمش را بهبود بخشد، تخلخل را کاهش دهد و محصولات نهایی سینتر شده با استحکام و دقت ابعادی مشخص تولید شوند. پودر α-SiC و گرافیت را به نسبت مشخصی مخلوط کرده و تا حدود 1650 درجه سانتیگراد گرم می‌کنند تا یک شمش مربعی تشکیل شود. در همان زمان، از طریق Si گازی به داخل شمش نفوذ می‌کند یا به آن نفوذ می‌کند و با گرافیت واکنش می‌دهد تا β-SiC را تشکیل دهد که با ذرات α-SiC موجود ترکیب شده است. هنگامی که Si به طور کامل نفوذ می‌کند، می‌توان بدنه سینتر شده واکنشی با چگالی کامل و اندازه بدون انقباض را به دست آورد. در مقایسه با سایر فرآیندهای سینتر، تغییر اندازه سینتر شده واکنشی در فرآیند تراکم اندک است و می‌توان محصولاتی با اندازه دقیق تهیه کرد. با این حال، وجود مقدار زیادی SiC در بدنه سینتر شده، خواص دمای بالای سرامیک‌های SiC سینتر شده واکنشی را بدتر می‌کند.