Spiekanie ceramiki węglika krzemu
Ceramika z węglika krzemu (SiC)
Węglik krzemu (SiC)ceramika zajmuje znaczącą pozycję wśród wysokotemperaturowych ceramik konstrukcyjnych ze względu na niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, wysoką przewodność cieplną, wysoką twardość i doskonałą stabilność termiczną i chemiczną. Są szeroko stosowane w takich dziedzinach jak lotnictwo, energetyka jądrowa, zastosowania wojskowe i półprzewodniki.
Ze względu na silne wiązanie kowalencyjne i niski współczynnik dyfuzji SiC, osiągnięcie pełnego zagęszczenia ceramiki SiC jest trudne. Aby temu zaradzić, opracowano różne techniki spiekania ceramiki SiC, w tym wiązanie reakcyjne, spiekanie bezciśnieniowe, prasowanie na gorąco i spiekanie rekrystalizacyjne. Każda z tych technik ma unikalne zalety, skutkując ceramiką SiC o różnych mikrostrukturach, właściwościach i zastosowaniach. Ale czy potrafisz odróżnić te różne rodzaje ceramiki węglika krzemu?
Ceramika SiC spiekana bezciśnieniowo (SSiC)
Bezciśnieniowe spiekanie węglika krzemu obejmuje zagęszczanie w wysokich temperaturach bez stosowania zewnętrznego ciśnienia, często w atmosferze gazu obojętnego, poprzez dodawanie odpowiednich środków wspomagających spiekanie. Ta technika dojrzała, oferując niskie koszty produkcji i brak ograniczeń co do kształtu lub rozmiaru produktów. Co godne uwagi, bezciśnieniowe spiekane ceramiki SiC produkowane poprzez spiekanie w stanie stałym charakteryzują się wysoką gęstością, jednorodną mikrostrukturą i doskonałymi kompleksowymi właściwościami.
Spiekanie bezciśnieniowe dzieli się dalej naspiekanie w stanie stałymIspiekanie w fazie ciekłej:
1、Spiekany SiC w stanie stałym oferuje dużą gęstość, wysoką czystość, wyjątkową wysoką przewodność cieplną i doskonałą wytrzymałość w wysokiej temperaturze. Jest szczególnie odpowiedni do produkcji dużych, złożonych elementów ceramicznych.
2、Spiekanie w fazie ciekłej, opracowane przez amerykańskiego naukowca Muua MA na początku lat 90., wykorzystuje Y₂O₃-Al₂O₃ jako główne dodatki spiekające. Ta metoda pozwala na niższe temperatury spiekania i wytwarza ceramikę o drobniejszych ziarnach.
W zastosowaniach spiekanie bezciśnieniowe jest proste, opłacalne i idealne do masowej produkcji elementów ceramicznych o różnych kształtach. Jest szeroko stosowane w odpornych na zużycie i korozję pierścieniach uszczelniających, łożyskach ślizgowych i innych. Ponadto, ze względu na wysoką twardość, niską gęstość, doskonałe właściwości balistyczne i zdolność pochłaniania energii po pęknięciu, spiekane bezciśnieniowo ceramiki SiC są szeroko stosowane w pancerzach balistycznych, w tym w ochronie pojazdów i statków, a także w cywilnych sejfach i opancerzonych pojazdach do transportu gotówki.
Ceramika SiC wiązana reakcją (SiSiC)
Reakcja wiązania węglika krzemu jest atrakcyjną ceramiką konstrukcyjną o doskonałych właściwościach mechanicznych, takich jak wysoka wytrzymałość, odporność na korozję i odporność na utlenianie. Oferuje również zalety niskiej temperatury spiekania, niskiego kosztu i formowania zbliżonego do kształtu netto.
Proces wiązania reakcyjnego obejmuje mieszanie źródeł węgla z proszkami SiC w celu przygotowania zielonego korpusu. W wysokich temperaturach stopiony krzem infiltruje porowaty korpus pod wpływem działania kapilarnego, reagując ze źródłem węgla wewnątrz, tworząc β-SiC, który ściśle wiąże się z oryginalnym α-SiC. Pozostałe pory są wypełniane ciekłym krzemem, co powoduje zagęszczenie. Ten proces umożliwia formowanie kształtu zbliżonego do kształtu netto, umożliwiając wytwarzanie produktów o złożonych kształtach.
Zastosowania ceramiki SiC wiązanej reakcyjnie obejmują komponenty pieca wysokotemperaturowego, rury promieniujące, wymienniki ciepła i dysze odsiarczające. Ponadto, ze względu na niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, wysoki moduł sprężystości i zdolność do formowania kształtu zbliżonego do kształtu netto, SiC wiązany reakcyjnie jest idealnym materiałem na lustra kosmiczne. Wraz ze wzrostem rozmiarów płytek i wyższymi temperaturami obróbki cieplnej, SiC wiązany reakcyjnie stopniowo zastępuje szkło kwarcowe.
Ceramika SiC prasowana na gorąco (HP-SiC)
Prasowanie na gorąco to proces spiekania, który jednocześnie stosuje wysoką temperaturę i ciśnienie. Wysuszone proszki SiC są umieszczane w formach grafitowych o wysokiej wytrzymałości, a pod wpływem ogrzewania i ciśnienia zagęszczanie i kształtowanie zachodzą jednocześnie.
Jednoczesny proces nagrzewania i prasowania promuje kontakt cząstek, dyfuzję i przenoszenie masy w materiale, umożliwiając produkcję drobnoziarnistej, bardzo gęstej ceramiki SiC o doskonałych właściwościach mechanicznych w niższych temperaturach i krótszych czasach spiekania. Prasowana na gorąco ceramika SiC może osiągnąć pełne zagęszczenie, zbliżając się do warunków czystego spiekania. Zastosowania obejmują przede wszystkim odporne na zużycie i nuklearne komponenty przemysłowe.
Rekrystalizowana ceramika SiC (R-SiC)
Rekrystalizowana ceramika SiC jest produkowana przez mieszanie grubych i drobnych proszków SiC w określonych proporcjach, a następnie spiekanie zielonych brył w wysokich temperaturach w atmosferze obojętnej. Podczas tego procesu drobne cząstki odparowują do fazy gazowej i skraplają się w punktach styku grubych cząstek, tworząc ceramikę R-SiC. Ta metoda, nie wymagająca dodatków spiekających, jest szeroko stosowana do produkcji bardzo czystych, dużych komponentów SiC.
R-SiC, formowany w wysokich temperaturach, ma twardość ustępującą jedynie diamentowi i zachowuje wiele doskonałych właściwości SiC, takich jak wysoka wytrzymałość w podwyższonych temperaturach, doskonała odporność na korozję, odporność na utlenianie i odporność na szok termiczny. W rezultacie jest idealny do elementów pieców wysokotemperaturowych, wymienników ciepła i dysz palników. W sektorze lotniczym i wojskowym rekrystalizowany SiC jest używany do produkcji elementów konstrukcyjnych samolotów, takich jak silniki, stateczniki i kadłuby. Jego doskonałe właściwości mechaniczne, odporność na korozję i odporność na uderzenia znacznie zwiększają wydajność i żywotność pojazdów lotniczych.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. to renomowany i niezawodny dostawca specjalizujący się w produkcji i sprzedaży technicznych części ceramicznych. Oferujemy produkcję niestandardową i obróbkę o wysokiej precyzji dla szerokiej gamy wysokowydajnych materiałów ceramicznych, w tym ceramika glinowa, ceramika cyrkonowa, azotek krzemu, azotek boru , azotek glinu I szkło ceramiczne obrabialne maszynowo. Obecnie nasze części ceramiczne można znaleźć w wielu gałęziach przemysłu, takich jak mechaniczny, chemiczny, medyczny, półprzewodnikowy, samochodowy, elektroniczny, metalurgiczny itp. Naszą misją jest dostarczanie najlepszej jakości części ceramicznych dla globalnych użytkowników i jest dla nas wielką przyjemnością widzieć, jak nasze części ceramiczne działają wydajnie w konkretnych zastosowaniach klientów. Możemy współpracować zarówno przy produkcji prototypów, jak i produkcji masowej, zapraszamy do kontaktu z nami, jeśli masz jakieś wymagania.
