SiC Keramikasının Hazırlanması Prosesi

Silikon karbid keramikakonstruktiv keramikada ən çox istifadə olunan materiallar arasındadır. Nisbətən aşağı istilik genişlənməsinə, yüksək xüsusi möhkəmliyə, yüksək istilik keçiriciliyinə və sərtliyinə, aşınmaya davamlılığına və korroziyaya davamlılığına, ən əsası isə hətta 1650°C-ə qədər yüksək temperaturda da yaxşı performansını saxlamaq qabiliyyətinə görə silisium karbid keramika müxtəlif sahələrdə geniş istifadə olunur.

Silikon karbid keramika üçün ümumi sinterləmə üsullarına aşağıdakılar daxildir: təzyiqsiz sinterləmə, reaksiya sinterləmə və yenidən kristallaşma sinterləmə.

1. Reaksiya ilə sinterlənmiş SiC(RBSiC)

Reaksiya sinterlənməsi karbon mənbəyini silisium karbid tozu ilə qarışdıraraq, kompakt formalaşdırmaqdan və sonra maye silisiumun yüksək temperaturda yığıca sızmasına və β-SiC əmələ gətirmək üçün karbonla reaksiyaya girərək sıxlaşmaya nail olmaqdan ibarətdir. Sıfıra yaxın büzülmə nümayiş etdirir, bu da onu böyük və mürəkkəb hissələr üçün uyğun edir. O, həmçinin aşağı sinterləmə temperaturu və aşağı qiymətə malikdir, lakin pulsuz silikon yüksək temperatur performansını azalda bilər.

Reaksiya ilə sinterlənmiş SiC yüksək möhkəmlik, korroziyaya davamlılıq və oksidləşmə müqaviməti kimi əla mexaniki xassələrə malik olduqca cəlbedici struktur keramikadır. Bundan əlavə, aşağı sinterləmə temperaturu, aşağı sinterləmə dəyəri və şəbəkəyə yaxın formalaşdırma xüsusiyyətləri.

Reaksiya sinterləmə prosesi sadədir. Bu, yaşıl bir cisim hazırlamaq üçün karbon mənbəyi və SiC tozunun qarışdırılmasını, daha sonra yüksək temperaturda kapilyar qüvvə altında ərimiş silisiumun məsaməli yaşıl gövdəyə sızmasını nəzərdə tutur. Bu ərinmiş silisium yaşıl cismin daxilindəki karbon mənbəyi ilə reaksiyaya girərək β-SiC fazası əmələ gətirir və eyni zamanda orijinal α-SiC ilə sıx birləşir. Qalan məsamələr ərimiş silisiumla doldurulur, beləliklə keramika materialının sıxlaşmasına nail olur. Sinterləmə zamanı ölçü kiçildilir, şəbəkəyə yaxın formada formalaşmağa nail olur və lazım olduqda mürəkkəb formaların hazırlanmasına imkan verir. Buna görə də müxtəlif keramika məmulatlarının sənaye istehsalında geniş istifadə olunur.

Tətbiq baxımından yüksək temperaturlu soba mebeli materialları, radiasiya boruları, istilik dəyişdiriciləri və kükürddən təmizlənmə başlıqları reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid keramikasının tipik tətbiqləridir. Bundan əlavə, silisium karbidin aşağı istilik genişlənmə əmsalı, yüksək elastik modulu və şəbəkəyə yaxın forma əmələ gətirmə xüsusiyyətlərinə görə reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid də kosmik güzgülər üçün ideal materialdır. Bundan əlavə, vafli ölçüsünün və istilik müalicəsi temperaturunun artması ilə reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid tədricən kvars şüşəsini əvəz edir. Qismən silisium fazasını ehtiva edən yüksək saflıqda silisium karbid (SiC) komponentləri yüksək saflıqda silisium karbid tozu və yüksək təmizlikli silisiumdan istifadə etməklə istehsal edilə bilər. Bu komponentlər elektron boru və yarımkeçirici vafli istehsal avadanlıqları üçün dəstək qurğularında geniş istifadə olunur.

2. Təzyiqsiz sinterlənmiş SiC(SSiC)

Təzyiqsiz sinterləmə bərk fazalı və maye fazalı sinterləşdirməyə bölünür: Bərk fazalı sinterləmə, B/C əlavələrinin əlavə edilməsi ilə yüksək temperaturda bərk fazalı diffuziya sıxlığına nail olur, nəticədə yüksək temperaturda yaxşı performans göstərir, lakin taxıl qabalaşır. Maye fazalı sinterləmə, maye faza yaratmaq üçün Al2O3-Y2O3 kimi əlavələrdən istifadə edir, temperaturu aşağı salır, nəticədə daha incə taxıllar və daha yüksək möhkəmlik əldə edilir. Bu texnologiya ucuzdur, müxtəlif formalar yaratmağa imkan verir və sızdırmazlıq halqaları, podşipniklər və güllə keçirməyən zirehlər kimi dəqiq struktur komponentləri üçün uyğundur.

Təzyiqsiz sinterləmə SiC üçün ən perspektivli sinterləmə üsulu hesab olunur. Bu üsul müxtəlif formalaşdırma proseslərinə uyğunlaşdırıla bilir, daha az istehsal xərclərinə malikdir, forma və ya ölçü ilə məhdudlaşmır və kütləvi istehsal üçün ən geniş yayılmış və ən asan sinterləmə üsuludur.

Təzyiqsiz sinterləmə, tərkibində az miqdarda oksigen olan β-SiC-yə bor və karbonun əlavə edilməsini və 98% nəzəri sıxlığa malik silisium karbid sinterlənmiş gövdə əldə etmək üçün inert atmosferdə təxminən 2000 ° C-də sinterləməni əhatə edir. Bu metodun ümumiyyətlə iki yanaşması var: bərk vəziyyətdə sinterləmə və maye vəziyyətdə sinterləmə. Təzyiqsiz bərk vəziyyətdə sinterlənmiş silisium karbid yüksək sıxlıq və təmizlik nümayiş etdirir və xüsusilə, unikal yüksək istilik keçiriciliyinə və əla yüksək temperatur gücünə malikdir, bu da onu böyük ölçülü və mürəkkəb formalı keramika qurğularında emal etməyi asanlaşdırır.

Təzyiqsiz sinterlənmiş silisium karbid məhsulları: (a) keramika möhürləri; (b) keramika podşipnikləri; (c) güllə keçirməyən lövhələr

Tətbiqlər baxımından SiC-nin təzyiqsiz sinterlənməsi sadədir, orta qiymətə malikdir və müxtəlif formalı keramika hissələrinin kütləvi istehsalı üçün əlverişlidir. Aşınmaya davamlı və korroziyaya davamlı möhürləyici üzüklərdə, sürüşmə rulmanlarında və s. istehsalında geniş istifadə olunur. Bundan əlavə, təzyiqsiz sinterlənmiş silisium karbid keramika, yüksək sərtliyə, aşağı xüsusi çəkiyə və daha çox udma qabiliyyətinə görə, güllə keçirməyən zirehlərdə, məsələn, nəqliyyat vasitələrinin və gəmilərin qorunması üçün, mülki seyflər və zirehli yük maşınlarında geniş istifadə olunur. Gülləkeçirməz zireh materialı olaraq, çoxsaylı zərbələrə qarşı əla müqavimət göstərir və ümumi qoruyucu təsiri adi silisium karbid keramikadan üstündür. Yüngül silindrik keramika qoruyucu zirehlərdə istifadə edildikdə, onun qırılma nöqtəsi 65 tondan çox ola bilər ki, bu da adi silisium karbid keramika istifadə edən silindrik keramika qoruyucu zirehdən əhəmiyyətli dərəcədə daha yaxşı qoruyucu performans nümayiş etdirir.

3. Yenidən kristallaşdırılmış sinterlənmiş SiC keramika (R-SiC)

Yenidən kristallaşma sinterləmə, dərəcələnmiş qaba və incə SiC hissəciklərini və yüksək temperaturda müalicəni əhatə edir. İncə hissəciklər buxarlanır və qaba hissəciklərin boynunda sıxlaşır, taxıl sərhədi çirkləri olmadan körpü quruluşu əmələ gətirir. Məhsulun məsaməliliyi 10-20%, yaxşı istilik keçiriciliyi və istilik şokuna davamlıdır, lakin aşağı gücə malikdir. Heç bir həcm büzülməsi yoxdur və məsaməli soba mebelləri üçün uyğundur və s.

Yenidən kristallaşma sinterləmə texnologiyası geniş yayılmış diqqəti cəlb etdi, çünki sinterləmə köməkçilərinin əlavə edilməsini tələb etmir. Yenidən kristallaşma sinterləmə ultra yüksək təmizlikdə, geniş miqyaslı SiC keramika cihazlarını hazırlamaq üçün ən geniş yayılmış üsuldur. Yenidən kristallaşdırılmış sinterlənmiş SiC keramikasının (R-SiC) hazırlanması prosesi aşağıdakı kimidir: müxtəlif hissəcik ölçülərinə malik qaba və incə SiC tozları müəyyən nisbətdə qarışdırılır və sürüşmə tökmə, qəlibləmə və ekstruziya kimi proseslər vasitəsilə yaşıl blanklara hazırlanır. Sonra yaşıl boşluqlar inert atmosfer altında 2200~2450 ℃ yüksək temperaturda yandırılır. Nəhayət, incə hissəciklər tədricən qaz fazasına buxarlanır və qaba hissəciklərlə təmas nöqtələrində kondensasiya olunaraq R-SiC keramika əmələ gətirir.

R-SiC yüksək temperaturda əmələ gəlir və yalnız almazdan sonra ikinci bir sərtliyə malikdir. SiC-nin yüksək temperatur gücü, güclü korroziya müqaviməti, əla oksidləşmə müqaviməti və yaxşı termal şok müqaviməti kimi bir çox əla xüsusiyyətlərini saxlayır. Buna görə də, yüksək temperaturlu soba mebelləri, istilik dəyişdiriciləri və ya yanma nozzləri üçün ideal namizəd materialdır. Aerokosmik və hərbi sahələrdə yenidən kristallaşdırılmış silisium karbid aerokosmik vasitələrin mühərrikləri, quyruq qanadları və gövdələr kimi struktur komponentlərini istehsal etmək üçün istifadə olunur. Üstün mexaniki xassələri, korroziyaya davamlılığı və zərbəyə davamlılığı sayəsində aerokosmik vasitələrin performansını və xidmət müddətini xeyli yaxşılaşdıra bilər.

Semicorex xüsusi təklif edirSiC məhsulları. Hər hansı bir sualınız varsa və ya əlavə məlumatlara ehtiyacınız varsa, bizimlə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.
Əlaqə telefonu +86-13567891907
E-poçt: sales@semicorex.com