Sintring av kiselkarbidkeramik
Kiselkarbid (SiC)Keramik har en betydande position bland högtemperaturstrukturkeramer på grund av deras låga värmeutvidgningskoefficient, höga värmeledningsförmåga, höga hårdhet och utmärkta termiska och kemiska stabilitet. De används ofta inom områden som flyg, kärnenergi, militära tillämpningar och halvledare.
På grund av den starka kovalenta bindningen och låga diffusionskoefficienten för SiC, är det en utmaning att uppnå full förtätning av SiC-keramik. För att hantera detta har olika sintringstekniker för SiC-keramer utvecklats, inklusive reaktionsbindning, trycklös sintring, varmpressning och omkristallisationssintring. Dessa tekniker har var och en unika fördelar, vilket resulterar i SiC-keramik med skillnader i mikrostruktur, egenskaper och tillämpningar. Men kan man skilja på dessa olika typer av kiselkarbidkeramik?
Trycklös sintrad SiC-keramik (SSiC)
Trycklös sintring av kiselkarbid innebär förtätning vid höga temperaturer utan att applicera yttre tryck, ofta under inert gas, genom att tillsätta lämpliga sintringshjälpmedel. Denna teknik har mognat och erbjuder låga produktionskostnader och inga begränsningar för produkternas form eller storlek. Särskilt trycklös sintrad SiC-keramik producerad genom solid-state sintring har hög densitet, enhetlig mikrostruktur och utmärkta omfattande egenskaper.
Trycklös sintring kategoriseras ytterligare isolid-state sintringochsintring i vätskefas:
1、Sintrad kiselkarbid i fast tillstånd erbjuder stark densitet, hög renhet, unik hög värmeledningsförmåga och utmärkt hållfasthet vid hög temperatur. Den är särskilt lämplig för tillverkning av stora, komplexa keramiska komponenter.
2、Sintring i vätskefas, utvecklad av den amerikanska forskaren Muua MA i början av 1990-talet, använder Y₂O₃-Al₂O₃ som de primära sintringstillsatserna. Denna metod möjliggör lägre sintringstemperaturer och producerar keramik med finare korn.
I applikationer är trycklös sintring enkel, kostnadseffektiv och idealisk för massproduktion av keramiska komponenter i olika former. Det används ofta i slitstarka och korrosionsbeständiga tätningsringar, glidlager och mer. Dessutom, på grund av sin höga hårdhet, låga densitet, utmärkta ballistiska prestanda och förmåga att absorbera energi vid brott, används trycklös sintrad SiC-keramik i stor utsträckning i ballistiska pansar, inklusive fordons- och fartygsskydd, såväl som i civila kassaskåp och bepansrade kontanttransporter fordon.
Reaktionsbunden SiC-keramik (SiSiC)
Reaktionsbunden kiselkarbid är en attraktiv strukturell keramik med utmärkta mekaniska egenskaper såsom hög hållfasthet, korrosionsbeständighet och oxidationsbeständighet. Det erbjuder också fördelarna med låg sintringstemperatur, låg kostnad och nästan nätformad formning.
Reaktionsbindningsprocessen involverar blandning av kolkällor med SiC-pulver för att förbereda en grön kropp. Vid höga temperaturer infiltrerar smält kisel den porösa kroppen under kapillärverkan och reagerar med kolkällan inuti för att bilda β-SiC, som binder tätt med den ursprungliga α-SiC. Resterande porer fylls med flytande kisel, vilket uppnår förtätning. Denna process möjliggör nästan nätformad formning, vilket möjliggör tillverkning av komplexa produkter.
Tillämpningar av reaktionsbunden SiC-keramik inkluderar högtemperaturugnskomponenter, strålningsrör, värmeväxlare och avsvavlingsmunstycken. Dessutom, på grund av dess låga värmeutvidgningskoefficient, höga elasticitetsmodul och förmåga att bilda nästan nätform, är reaktionsbunden SiC ett idealiskt material för rymdspeglar. Med ökande waferstorlekar och högre värmebehandlingstemperaturer ersätter reaktionsbunden SiC gradvis kvartsglas.
Varmpressad SiC-keramik (HP-SiC)
Varmpressning är en sintringsprocess som samtidigt applicerar hög temperatur och tryck. Torkade SiC-pulver fylls i höghållfasta grafitformar och under uppvärmning och tryck sker förtätning och formning samtidigt.
Den samtidiga uppvärmningen och pressningen främjar partikelkontakt, diffusion och massöverföring i materialet, vilket möjliggör produktion av finkornig, högtät SiC-keramik med utmärkta mekaniska egenskaper vid lägre temperaturer och kortare sintringstider. Varmpressad SiC-keramik kan uppnå full förtätning, närmar sig rena sintringsförhållanden. Tillämpningar inkluderar i första hand slitstarka och kärnkraftsindustrikomponenter.
Omkristalliserad SiC-keramik (R-SiC)
Omkristalliserad SiC-keramik framställs genom att blanda grova och fina SiC-pulver i specifika proportioner, följt av sintring av gröna kroppar vid höga temperaturer under en inert atmosfär. Under denna process avdunstar fina partiklar till en gasfas och kondenserar vid kontaktpunkterna för grova partiklar och bildar R-SiC-keramik. Denna metod, som inte kräver några sintringstillsatser, används i stor utsträckning för att tillverka stora SiC-komponenter med ultrahög renhet.
R-SiC, bildad vid höga temperaturer, har hårdhet näst efter diamant och behåller många överlägsna egenskaper hos SiC, såsom hög hållfasthet vid förhöjda temperaturer, utmärkt korrosionsbeständighet, oxidationsbeständighet och termisk chockbeständighet. Som ett resultat är den idealisk för högtemperaturugnskomponenter, värmeväxlare och brännarmunstycken. Inom flyg- och militärsektorerna används omkristalliserad SiC för att tillverka strukturella komponenter i flygplan, såsom motorer, stjärtfenor och flygkroppar. Dess överlägsna mekaniska egenskaper, korrosionsbeständighet och slagtålighet förbättrar avsevärt prestandan och livslängden för flygfordon.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. är en ansedd och pålitlig leverantör specialiserad på tillverkning och försäljning av tekniska keramiska delar. Vi tillhandahåller skräddarsydd produktion och högprecisionsbearbetning för en bred serie av högpresterande keramiska material inklusive aluminiumoxid keramik, zirkonium keramik, kiselnitrid, bornitrid , aluminiumnitrid och bearbetbar glaskeramik. För närvarande kan våra keramiska delar hittas i många industrier som mekanisk, kemisk, medicinsk, halvledare, fordon, elektronik, metallurgi etc. Vårt uppdrag är att tillhandahålla keramiska delar av bästa kvalitet för globala användare och det är ett stort nöje att se vår keramik delar fungerar effektivt i kundernas specifika applikationer. Vi kan samarbeta om både prototyp och massproduktion, välkommen att kontakta oss om du har önskemål.
