SiC керамикасын дайындау процесі

Кремний карбидті керамикақұрылымдық керамикадағы ең көп қолданылатын материалдардың бірі болып табылады. Салыстырмалы түрде төмен жылу кеңеюі, жоғары меншікті беріктігі, жоғары жылу өткізгіштігі мен қаттылығы, тозуға төзімділігі мен коррозияға төзімділігі, ең бастысы, тіпті 1650 ° C-қа дейін жоғары температурада жақсы өнімділікті сақтау қабілетіне байланысты кремний карбидті керамика әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады.

Кремний карбидті керамикаға арналған агломерациялаудың жалпы әдістеріне мыналар жатады: қысымсыз агломерация, реакциялық агломерация және қайта кристалдану.

1. Реакциямен біріктірілген SiC(RBSiC)

Реакциялық агломерация көміртегі көзін кремний карбиді ұнтағымен араластыруды, ықшамды қалыптастыруды, содан кейін сұйық кремнийдің ықшамға жоғары температурада инфильтрациясын және β-SiC түзу үшін көміртегімен әрекеттесіп, тығыздауға қол жеткізуді қамтиды. Ол нөлге жуық шөгуді көрсетеді, бұл оны үлкен және күрделі бөлшектерге жарамды етеді. Ол сондай-ақ төмен агломерация температурасымен және төмен құнымен мақтана алады, бірақ бос кремний жоғары температура өнімділігін төмендетуі мүмкін.

Реакциялық агломерацияланған SiC - жоғары беріктік, коррозияға төзімділік және тотығуға төзімділік сияқты тамаша механикалық қасиеттері бар өте тартымды құрылымдық керамика. Сонымен қатар, ол төмен агломерация температурасы, төмен агломерация құны және желіге жақын пішінді қалыптастырумен ерекшеленеді.

Реакциялық агломерация процесі қарапайым. Ол жасыл денені дайындау үшін көміртегі көзі мен SiC ұнтағын араластыруды, содан кейін жоғары температуралық капиллярлық күшпен балқытылған кремнийді кеуекті жасыл денеге инфильтрациялауды қамтиды. Бұл балқытылған кремний жасыл дененің ішіндегі көміртек көзімен әрекеттеседі, β-SiC фазасын құрайды, ол бір уақытта бастапқы α-SiC-пен тығыз байланысады. Қалған кеуектер балқытылған кремниймен толтырылады, осылайша керамикалық материалдың тығыздалуына қол жеткізіледі. Агломерация кезінде өлшемдері кішірейіп, желіге жақын пішінді қалыптастыруға қол жеткізеді, қажет болған жағдайда күрделі пішіндерді жасауға мүмкіндік береді. Сондықтан ол әртүрлі керамикалық бұйымдардың өнеркәсіптік өндірісінде кеңінен қолданылады.

Қолдану тұрғысынан жоғары температуралы пештерге арналған жиһаз материалдары, радиациялық түтіктер, жылу алмастырғыштар және күкіртсіздендіру саптамалары реакциялық агломерленген кремний карбиді керамикасының типтік қолданбалары болып табылады. Сонымен қатар, кремний карбидінің термиялық кеңею коэффициентінің төмендігі, жоғары серпімділік модулі және желіге жақын пішінді қалыптастыру сипаттамаларының арқасында реакциялық агломерацияланған кремний карбиді ғарыштық айналар үшін де тамаша материал болып табылады. Сонымен қатар, пластинаның мөлшері мен термиялық өңдеу температурасының ұлғаюымен реакциялық агломерацияланған кремний карбиді кварц шынысын біртіндеп ауыстырады. Құрамында ішінара кремний фазасы бар жоғары таза кремний карбиді (SiC) компоненттері жоғары таза кремний карбиді ұнтағы мен жоғары таза кремнийді пайдалану арқылы өндірілуі мүмкін. Бұл компоненттер электронды түтіктер мен жартылай өткізгіш пластиналарды өндіру жабдықтарына арналған тірек арматураларында кеңінен қолданылады.

2. Қысымсыз күйдірілген SiC(SSiC)

Қысымсыз агломерация қатты фазалы және сұйық фазалық агломерацияға бөлінеді: Қатты фазалық агломерация, B/C қоспаларын қосу арқылы жоғары температурада қатты фазалық диффузиялық тығыздауға қол жеткізеді, нәтижесінде жоғары температурада жақсы өнімділік, бірақ дәннің іріленуі. Сұйық фазалық агломерацияда сұйық фазаны қалыптастыру үшін Al2O3-Y2O3 сияқты қоспалар пайдаланылады, температураны төмендетеді, нәтижесінде майда түйіршіктер және жоғары қаттылық пайда болады. Бұл технология құны төмен, әртүрлі пішіндерді жасауға мүмкіндік береді және тығыздағыш сақиналар, мойынтіректер және оқ өткізбейтін сауыт сияқты дәл құрылымдық компоненттерге жарамды.

Қысымсыз агломерация SiC үшін ең перспективалы агломерация әдісі болып саналады. Бұл әдіс әртүрлі қалыптау процестеріне бейімделеді, өндіріс шығындары төмен, пішіні немесе өлшемімен шектелмейді және жаппай өндіріс үшін ең кең таралған және ең оңай агломерация әдісі болып табылады.

Қысымсыз агломерация 98% теориялық тығыздығы бар кремний карбиді агломерленген денені алу үшін құрамында оттегінің аз мөлшері бар β-SiC-ге бор мен көмірді қосуды және инертті атмосферада шамамен 2000℃ агломерациялауды қамтиды. Бұл әдіс әдетте екі тәсілге ие: қатты күйдегі агломерация және сұйық күйдегі агломерация. Қысымсыз қатты күйдегі агломерленген кремний карбиді жоғары тығыздық пен тазалықты көрсетеді, атап айтқанда, ол бірегей жоғары жылу өткізгіштікке және тамаша жоғары температураға төзімділікке ие, бұл оны үлкен өлшемді және күрделі пішінді керамикалық құрылғыларға өңдеуді жеңілдетеді.

Қысымсыз күйдірілген кремний карбидінен жасалған бұйымдар: (а) керамикалық тығыздағыштар; (b) керамикалық подшипниктер; (c) оқ өткізбейтін тақталар

Қолдану аясы бойынша SiC қысымсыз агломерациялау оңай жұмыс істейді, орташа үнемді және әртүрлі пішіндегі керамикалық бөлшектерді жаппай өндіруге жарамды. Ол тозуға төзімді және коррозияға төзімді тығыздағыш сақиналарда, жылжымалы мойынтіректерде және т.б. кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, қысымсыз күйдірілген кремний карбидті керамика оқ өткізбейтін бронда, мысалы, көлік пен кемені қорғау үшін, сондай-ақ азаматтық сейфтер мен брондалған жүк машиналарында, олардың жоғары қаттылығына, төмен меншікті ауырлық дәрежесіне және сынудан кейінгі жақсы өнімділікке байланысты. Оқ өткізбейтін құрыш материалы ретінде ол көптеген соққыларға тамаша төзімділік көрсетеді және оның жалпы қорғаныс әсері қарапайым кремний карбиді керамикасынан жоғары. Жеңіл цилиндрлік керамикалық қорғаныс құрышында пайдаланылған кезде оның сыну нүктесі 65 тоннадан асуы мүмкін, бұл кәдімгі кремний карбиді керамикасын пайдаланатын цилиндрлік керамикалық қорғаныс броньына қарағанда айтарлықтай жақсы қорғаныс өнімділігін көрсетеді.

3. Қайта кристалданған агломерленген SiC керамика (R-SiC)

Қайта кристалдану агломерациялау ірі және ұсақ SiC бөлшектерін және жоғары температурада өңдеуді қамтиды. Ұсақ бөлшектер дөрекі бөлшектердің мойнында буланып, конденсацияланады, дән шекарасының қоспалары жоқ көпір құрылымын құрайды. Өнімнің кеуектілігі 10-20%, жақсы жылу өткізгіштік және термиялық соққыға төзімділік, бірақ беріктігі төмен. Оның көлемдік шөгуі жоқ және кеуекті пеш жиһазына және т.б.

Қайта кристалдану агломерациялау технологиясы кеңінен назар аударды, себебі ол агломерациялау құралдарын қосуды қажет етпейді. Қайта кристалдану агломерациялау өте жоғары тазалықтағы, кең ауқымды SiC керамикалық құрылғыларды дайындаудың ең кең таралған әдісі болып табылады. Қайта кристалданған агломерленген SiC керамикасын (R-SiC) дайындау процесі келесідей: әр түрлі бөлшектердің ірі және ұсақ SiC ұнтақтары белгілі бір пропорцияда араласады және сырғанау, қалыптау және экструзия сияқты процестер арқылы жасыл дайындамаларға дайындалады. Содан кейін жасыл дайындамалар инертті атмосферада 2200~2450 ℃ жоғары температурада күйдіріледі. Ақырында, ұсақ бөлшектер біртіндеп газ фазасына буланып, ірі бөлшектермен жанасу орындарында конденсацияланып, R-SiC керамикасын түзеді.

R-SiC жоғары температурада түзіледі және қаттылығы бойынша алмаздан кейін екінші болады. Ол жоғары температуралық беріктік, күшті коррозияға төзімділік, тамаша тотығуға төзімділік және жақсы термиялық соққыға төзімділік сияқты SiC-тің көптеген тамаша қасиеттерін сақтайды. Сондықтан бұл жоғары температуралы пеш жиһазы, жылу алмастырғыштар немесе жану саптамалары үшін тамаша үміткер материал. Аэроғарыштық және әскери салаларда қайта кристалданған кремний карбиді аэроғарыштық көліктердің қозғалтқыштар, құйрық қанаттары және фюзеляждар сияқты құрылымдық компоненттерін жасау үшін қолданылады. Оның жоғары механикалық қасиеттеріне, коррозияға төзімділігіне және соққыға төзімділігіне байланысты ол аэроғарыштық көліктердің өнімділігі мен қызмет ету мерзімін айтарлықтай жақсарта алады.

Semicorex теңшелген ұсыныстарSiC өнімдері. Егер сізде қандай да бір сұрақтар болса немесе қосымша мәліметтер қажет болса, бізбен байланысудан тартынбаңыз.
Байланыс телефоны +86-13567891907
Электрондық пошта: sales@semicorex.com