Reaksiya ilə sinterlənmiş SiC keramika və onların xassələri üzrə tədqiqat

Silikon karbid niyə vacibdir?

Silisium karbid (SiC) əla aşınma müqaviməti, termal şok müqaviməti, korroziyaya qarşı müqaviməti və yüksək istilik keçiriciliyi ilə tanınan silisium və karbon atomları arasında kovalent bağlardan əmələ gələn birləşmədir. Aerokosmik, mexaniki istehsal, neft-kimya, metal əritmə və elektronika sənayesində, xüsusən də aşınmaya davamlı hissələri və yüksək temperatura davamlı struktur komponentləri hazırlamaq üçün geniş istifadə olunur.Reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid keramikasənaye miqyasında istehsala nail olan ilk struktur keramika arasındadır. Ənənəvireaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid keramikauzun sinterləmə vaxtları, yüksək temperatur, yüksək enerji istehlakı və yüksək xərclər tələb edən yüksək temperaturda silisium infiltrasiya reaksiyası sinterləmə yolu ilə silisium karbid tozundan və az miqdarda karbon tozundan hazırlanır. Reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid texnologiyasının artan tətbiqi ilə ənənəvi üsullar kompleks formalı sənaye tələbatını ödəmək üçün kifayət deyil.silisium karbid keramika.

Ən son nailiyyətlər nələrdirReaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid?

Son nailiyyətlər yüksək sıxlıqlı, yüksək əyilmə gücü istehsalına gətirib çıxardısilisium karbid keramikanano ölçülü silisium karbid tozundan istifadə edərək, materialın mexaniki xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır. Bununla belə, ton başına on minlərlə dollardan çox olan nano ölçülü silisium karbid tozunun yüksək qiyməti geniş miqyaslı tətbiqə mane olur. Bu işdə biz karbon mənbəyi kimi geniş yayılmış odun kömürü və aqreqat kimi mikron ölçülü silisium karbiddən istifadə etdik və slip tökmə texnologiyasından istifadə etdik.reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid keramikayaşıl bədənlər. Bu yanaşma, silisium karbid tozunun əvvəlcədən sintez edilməsinə ehtiyacı aradan qaldırır, istehsal xərclərini azaldır və iri, mürəkkəb formalı nazik divarlı məhsulların istehsalına imkan verir, məhsuldarlığı və tətbiqini yaxşılaşdırmaq üçün istinad verir.reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid keramika.

Xammallardan hansı istifadə edilib?

Təcrübədə istifadə olunan xammallara aşağıdakılar daxildir:

Orta hissəcik ölçüsü (d50) 3,6 μm və təmizliyi (w(SiC)) ≥ 98% olan silisium karbid

Orta hissəcik ölçüsü (d50) 0,5 μm və təmizliyi (w©) ≥ 99% olan karbon qara

Orta hissəcik ölçüsü (d50) 10 μm və təmizliyi (w©) ≥ 99% olan qrafit

Dispersantlar: Polivinilpirolidon (PVP) K30 (K dəyəri 27-33) və K90 (K dəyəri 88-96)

Su reduktoru: Polikarboksilat CE-64

Buraxılış agenti: AO

Deionlaşdırılmış su

Təcrübə necə aparıldı?

Təcrübə aşağıdakı kimi aparıldı:

Xammalın Cədvəl 1-ə uyğun olaraq elektrik mikserindən istifadə edərək 4 saat ərzində homojen şəkildə qarışdırılmış məhlul əldə etmək üçün qarışdırılır.

Şlamın özlülüyünü ≤ 1000 mPa·s saxlamaqla, qarışıq məhlul sürüşmə tökmə üçün hazırlanmış gips qəliblərinə töküldü, yaşıl cisimlər əmələ gətirmək üçün gips qəlibləri vasitəsilə 2-3 dəqiqə ərzində dehidrasiyaya buraxıldı.

Yaşıl gövdələr 48 saat sərin yerdə yerləşdirilib, sonra qəliblərdən çıxarılıb və vakuum qurutma sobasında 80°C temperaturda 4-6 saat qurudulub.

Yaşıl gövdələrin degumming preformları əldə etmək üçün 2 saat ərzində 800 ° C-də mufel sobasında aparıldı.

Preformlar 1:100:2000 kütlə nisbətində karbon qarası, silikon tozu və bor nitridin qarışıq tozuna daxil edilmiş və tam incə toz halına salınmış silisium karbid keramika əldə etmək üçün sobada 1720°C-də 2 saat sinterlənmişdir. .

Performans Testi üçün Hansı Metodlardan İstifadə Edilib?

Performans testinə daxildir:

Otaq temperaturunda fırlanan viskozimetrdən istifadə edərək müxtəlif qarışdırma vaxtlarında (1-5 saat) məhlulun özlülüyünün ölçülməsi.

GB/T 25995-2010 milli standartına uyğun olaraq preformların həcm sıxlığının ölçülməsi.

Nümunə ölçüləri 3 mm × 4 mm × 36 mm, span 30 mm və yükləmə sürəti 0,5 mm·min^-1 olan GB/T 6569-2006-a uyğun olaraq sinterlənmiş nümunələrin 1720°C-də əyilmə gücünün ölçülməsi. .

XRD və SEM istifadə edərək 1720°C-də sinterlənmiş nümunələrin faza tərkibinin və mikrostrukturunun təhlili.

Qarışdırma vaxtı məhlulun özlülüyünə, preformun həcminin sıxlığına və görünən məsaməliyə necə təsir edir?

Şəkil 1 və 2 müvafiq olaraq 2# nümunəsi üçün qarışdırma vaxtı və məhlulun özlülüyü, qarışdırma vaxtı ilə preformun həcmi sıxlığı və görünən məsaməlilik arasındakı əlaqəni göstərir.

Şəkil 1 göstərir ki, qarışdırma vaxtı artdıqca özlülük azalır, 4 saatda minimum 721 mPa·s-ə çatır və sonra stabilləşir.

Şəkil 2 göstərir ki, nümunə 2# maksimum həcm sıxlığı 1,47 g·sm^-3 və minimum görünən məsaməlik 32,4% təşkil edir. Aşağı özlülük daha yaxşı dispersiya ilə nəticələnir, daha vahid şlamın yaranmasına və təkmilləşdirilməsinə səbəb olursilisium karbid keramikaperformans. Qeyri-kafi qarışdırma vaxtı silisium karbid incə tozunun qeyri-bərabər qarışmasına gətirib çıxarır, həddindən artıq qarışdırma vaxtı isə daha çox suyu buxarlandıraraq sistemi qeyri-sabitləşdirir. Tam incə tozlu silisium karbid keramika hazırlamaq üçün optimal qarışdırma müddəti 4 saatdır.

Cədvəl 2-də qrafit əlavə edilmiş 2# nümunəsinin məhlulun özlülüyü, preformun həcminin sıxlığı və görünən məsaməliliyi və qrafit əlavə edilməmiş nümunə 6# göstərilir. Qrafitin əlavə edilməsi məhlulun özlülüyünü aşağı salır, preformun həcminin sıxlığını artırır və qrafitin sürtkü effektinə görə görünən məsaməliyi azaldır, nəticədə tam incə tozun daha yaxşı dispersiyasına və sıxlığının artmasına səbəb olur.silisium karbid keramika. Qrafit olmadan məlhəm daha yüksək özlülük, zəif dispersiya və sabitliyə malikdir, bu da qrafit əlavəsini zəruri edir.

Şəkil 3 müxtəlif karbon qara məzmunlu nümunələrin preformun həcmi sıxlığını və görünən məsaməliyini göstərir. Nümunə 2# ən yüksək həcm sıxlığına 1,47 g·sm^-3 və ən aşağı görünən məsaməliliyə 32,4% malikdir. Bununla belə, çox aşağı məsaməlik silikonun infiltrasiyasına mane olur.

Şəkil 4-də 1720°C-də 2# preform nümunələri və sinterlənmiş nümunələrin XRD spektrləri göstərilir. Preformların tərkibində qrafit və β-SiC var, sinterlənmiş nümunələrdə isə Si, β-SiC və α-SiC var ki, bu da yüksək temperaturda bəzi β-SiC-nin α-SiC-yə çevrildiyini göstərir. Sinterlənmiş nümunələr həmçinin yüksək temperaturda silisium infiltrasiyasına görə artan Si və azalmış C tərkibini göstərir, burada Si C ilə reaksiyaya girərək SiC əmələ gətirir və məsamələri doldurur.

Şəkil 5 müxtəlif nümunə preformalarının qırılma morfologiyasını göstərir. Şəkillər incə silisium karbid, qrafit və məsamələri aşkar edir. 1#, 4# və 5# nümunələri qeyri-bərabər qarışdırma səbəbindən daha böyük lopa fazalarına və daha qeyri-bərabər paylanmış məsamələrə malikdir, nəticədə aşağı preform sıxlığı və yüksək məsaməlik olur. 5,94% (w) karbon qara ilə nümunə 2 # optimal mikro quruluşu göstərir.

Şəkil 6-da 1720°C-də sinterləndikdən sonra 2# nümunəsinin qırılma morfologiyası göstərilir, sıx və bərabər paylanmış silisium karbid hissəcikləri minimal məsaməliliyə malikdir. Silikon karbid hissəciklərinin böyüməsi yüksək temperaturun təsiri ilə bağlıdır. Daha kiçik yeni əmələ gələn SiC hissəcikləri, həmçinin reaksiya sinterləmə nəticəsində yaranan orijinal SiC skelet hissəcikləri arasında görünür, bəzi qalıq Si orijinal məsamələri doldurur, stress konsentrasiyasını azaldır, lakin aşağı ərimə nöqtəsinə görə yüksək temperatur performansına potensial təsir göstərir. Sinterlənmiş məhsulun həcm sıxlığı 3,02 g·sm^-3 və əyilmə gücü 580 MPa təşkil edir ki, bu da adi gücdən iki dəfə çoxdur.reaksiya ilə sinterlənmiş silisium karbid.

Nəticələr

Tam incə toz halında hazırlamaq üçün istifadə edilən məhlul üçün optimal qarışdırma vaxtısilisium karbid keramika4 saatdır. Qrafitin əlavə edilməsi məhlulun özlülüyünü azaldır, preformun həcminin sıxlığını artırır və görünən məsaməliliyi azaldır, tam incə tozun sıxlığını artırır.silisium karbid keramika.

Tam incə tozlu silisium karbid keramika hazırlamaq üçün optimal karbon qara tərkibi 5,94% (w) təşkil edir.

Sinterlənmiş silisium karbid hissəcikləri sıx və bərabər şəkildə minimal məsaməliliklə paylanır və böyümə tendensiyası göstərir. Sinterlənmiş məhsulun sıxlığı 3,02 g·sm^-3, əyilmə gücü isə 580 MPa-dır, bu da tam incə tozun mexaniki möhkəmliyini və sıxlığını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.silisium karbid keramika.**

We at Semicorex specialize in SiC 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