SiC Seramik Hazırlanması üçün Təzyiqsiz Sinterləmə Niyə Seçilir?

Silikon karbid (SiC) keramika, yüksək sərtliyi, yüksək gücü, yüksək temperatur müqaviməti və korroziyaya davamlılığı ilə tanınan, aerokosmik, neft-kimya və inteqral sxem sənayesində geniş tətbiqlər tapır. SiC məhsullarının əksəriyyətinin yüksək əlavə dəyərli məhsullar olduğunu nəzərə alsaq, bazar potensialı əhəmiyyətlidir və müxtəlif ölkələrdən əhəmiyyətli diqqəti cəlb edir və materialşünaslıq tədqiqatlarının mərkəzinə çevrilir. Bununla belə, ultra yüksək sintez temperaturu və SiC keramikasının sıx sinterlənməsinə nail olmaq çətinliyi onların inkişafını məhdudlaşdırmışdır. Sinterləmə prosesi SiC keramika üçün çox vacibdir.

Sinterləşdirmə üsulları necə müqayisə olunur: reaksiya ilə sinterləmə və təzyiqsiz sinterləmə?

SiC, güclü kovalent bağlara malik bir birləşmə olaraq, yüksək sərtlik, yüksək möhkəmlik, yüksək ərimə nöqtəsi və korroziyaya davamlılıq təmin edən struktur xüsusiyyətlərinə görə sinterləmə zamanı aşağı diffuziya dərəcələri nümayiş etdirir. Bu, sıxlığa nail olmaq üçün sinterləşdirici əlavələrin və xarici təzyiqin istifadəsini tələb edir. Hal-hazırda, həm reaksiya sinterləmə, həm də SiC-nin təzyiqsiz sinterlənməsi tədqiqat və sənaye tətbiqində əhəmiyyətli irəliləyişlər gördü.

Üçün reaksiya sinterləmə prosesiSiC keramikasinterləmə zamanı minimal büzülmə və ölçü dəyişiklikləri ilə xarakterizə olunan şəbəkəyə yaxın bir sinterləmə üsuludur. Aşağı sinterləmə temperaturları, sıx məhsul strukturları və aşağı istehsal xərcləri kimi üstünlüklər təklif edir, bu da onu iri, mürəkkəb formalı SiC keramika məmulatlarının hazırlanması üçün əlverişli edir. Bununla belə, prosesin çatışmazlıqları var, o cümlədən yaşıl bədənin kompleks ilkin hazırlanması və yan məhsullardan potensial çirklənmə. Əlavə olaraq, işləmə temperaturu diapazonu reaksiya-sinterlənmişdirSiC keramikapulsuz Si məzmunu ilə məhdudlaşır; 1400°C-dən yuxarı temperaturda sərbəst Si-nin əriməsi səbəbindən materialın gücü sürətlə azalır.

Müxtəlif temperaturlarda sinterlənmiş SiC keramikalarının tipik mikro strukturları

SiC üçün təzyiqsiz sinterləmə texnologiyası yaxşı qurulmuşdur, üstünlükləri müxtəlif formalaşdırma proseslərindən istifadə etmək, məhsulun forma və ölçüsü ilə bağlı məhdudiyyətləri aradan qaldırmaq və müvafiq əlavələrlə yüksək möhkəmlik və möhkəmliyə nail olmaqdır. Bundan əlavə, təzyiqsiz sinterləmə sadədir və müxtəlif formalı keramika komponentlərinin kütləvi istehsalı üçün uygundur. Bununla birlikdə, istifadə olunan SiC tozunun daha yüksək qiyməti səbəbindən reaksiya ilə sinterlənmiş SiC-dən daha bahalıdır.

Təzyiqsiz sinterləmə əsasən bərk fazalı və maye fazalı sinterləməni əhatə edir. Bərk fazalı təzyiqsiz sinterlənmiş SiC ilə müqayisədə reaksiya ilə sinterlənmiş SiC zəif yüksək temperatur performansı nümayiş etdirir, xüsusən də əyilmə gücü kimiSiC keramika1400°C-dən yuxarı kəskin şəkildə aşağı düşür və güclü turşu və əsaslara qarşı zəif müqavimət göstərirlər. Əksinə, təzyiqsiz bərk fazalı sinterlənmişSiC keramikayüksək temperaturda üstün mexaniki xassələri və güclü turşu və əsaslarda daha yaxşı korroziyaya davamlılığı göstərir.

Reaksiya ilə əlaqəli SiC istehsalı üçün texnologiya

Təzyiqsiz Sinterləmə Texnologiyasında Tədqiqat İnkişafları Nələrdir?

Bərk fazalı sinterləmə: bərk fazalı sinterləməSiC keramikayüksək temperaturları əhatə edir, lakin sabit fiziki və kimyəvi xassələrlə nəticələnir, xüsusilə yüksək temperaturda gücü qoruyur və unikal tətbiq dəyəri təklif edir. SiC-yə bor (B) və karbon © əlavə etməklə, bor SiC taxıl sərhədlərini tutur, bərk məhlul yaratmaq üçün SiC-də karbonu qismən əvəz edir, karbon isə SiC-də SiO2 səthi və çirkli Si ilə reaksiya verir. Bu reaksiyalar taxıl sərhədi enerjisini azaldır və səth enerjisini artırır, bununla da sinterləşmə üçün hərəkətverici qüvvəni artırır və sıxlaşmanı təşviq edir. 1990-cı illərdən etibarən B və C-dən SiC-nin təzyiqsiz sinterlənməsi üçün əlavələr kimi istifadə müxtəlif sənaye sahələrində geniş şəkildə tətbiq edilmişdir. Əsas üstünlük taxıl sərhədlərində ikinci fazanın və ya şüşə fazanın olmamasıdır, nəticədə təmiz taxıl sərhədləri və əla yüksək temperatur göstəriciləri, 1600 ° C-ə qədər sabitdir. Dezavantaj ondan ibarətdir ki, tam sıxlaşma əldə edilmir, taxıl künclərində bəzi qapalı məsamələr var və yüksək temperatur taxıl böyüməsinə səbəb ola bilər.

Maye fazalı sinterləmə: Maye fazalı sinterləmə zamanı sinterləmə köməkçiləri adətən kiçik faizlərdə əlavə edilir və nəticədə yaranan qranulyar faza sinterləmədən sonra əhəmiyyətli oksidləri saxlaya bilər. Nəticə etibarilə, maye fazalı sinterlənmiş SiC taxıl sərhədləri boyunca qırılmağa meyllidir, yüksək möhkəmlik və qırılma möhkəmliyi təklif edir. Bərk fazalı sinterləmə ilə müqayisədə sinterləmə zamanı əmələ gələn maye faza sinterləmə temperaturunu effektiv şəkildə aşağı salır. Al2O3-Y2O3 sistemi maye fazalı sinterləmə üçün öyrənilmiş ən erkən və ən cəlbedici sistemlərdən biri idi.SiC keramika. Bu sistem nisbətən aşağı temperaturda sıxlaşmaya imkan verir. Məsələn, nümunələrin Al2O3, Y2O3 və MgO olan bir toz yatağına daxil edilməsi SiC hissəciklərində MgO və səth SiO2 arasındakı reaksiyalar vasitəsilə maye fazanın əmələ gəlməsini asanlaşdırır, hissəciklərin yenidən təşkili və ərimənin çökməsi yolu ilə sıxlaşmanı təşviq edir. Bundan əlavə, SiC-nin təzyiqsiz sinterlənməsi üçün əlavələr kimi istifadə edilən Al2O3, Y2O3 və CaO materialda Al5Y3O12 fazalarının əmələ gəlməsinə səbəb olur; artan CaO tərkibi ilə CaY2O4 oksid fazaları meydana gəlir, taxıl sərhədlərində sürətli nüfuz yolları əmələ gətirir və materialın sinter qabiliyyətini artırır.

Aşqarların təzyiqsiz sinterlənməsini necə gücləndirirSiC keramika?

Əlavələr təzyiqsiz sinterlənmişlərin sıxlığını artıra bilərSiC keramika, sinterləmə temperaturunu aşağı salın, mikro quruluşu dəyişdirin və mexaniki xüsusiyyətləri yaxşılaşdırın. Aşqar sistemləri ilə bağlı tədqiqatlar təkkomponentli sistemdən çoxkomponentli sistemlərə çevrilmişdir, hər bir komponent gücləndirilməsində unikal rol oynayır.SiC keramikaperformans. Bununla belə, əlavələrin tətbiqinin mənfi cəhətləri də var, məsələn, Al2O və CO kimi qazlı əlavə məhsullar istehsal edən əlavələr və SiC arasındakı reaksiyalar, materialın məsaməliliyini artırır. Məsaməliliyin azaldılması və əlavələrin arıqlama təsirlərinin yumşaldılması gələcək maye fazalı sinterləmə üçün əsas tədqiqat sahələri olacaqdır.SiC keramika.**

Semicorex-də biz ixtisaslaşmışıqSiC keramikavə yarımkeçiricilərin istehsalında tətbiq olunan digər Keramika Materialları ilə bağlı hər hansı bir sualınız varsa və ya əlavə məlumatlara ehtiyacınız varsa, bizimlə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.

Əlaqə telefonu: +86-13567891907

E-poçt: sales@semicorex.com