სილიციუმის კარბიდის კერამიკის ოთხი შედუღების პროცესი

სილიციუმის კარბიდის კერამიკას აქვს მაღალი ტემპერატურისადმი სიმტკიცე, მაღალი ტემპერატურისადმი დაჟანგვისადმი მდგრადობა, კარგი ცვეთამედეგობა, კარგი თერმული სტაბილურობა, თერმული გაფართოების მცირე კოეფიციენტი, მაღალი თბოგამტარობა, მაღალი სიმტკიცე, სითბური დარტყმისადმი მდგრადობა, ქიმიური კოროზიისადმი მდგრადობა და სხვა შესანიშნავი თვისებები. ის ფართოდ გამოიყენება საავტომობილო, მექანიზაციის, გარემოს დაცვის, აერონავტიკის ტექნოლოგიების, საინფორმაციო ელექტრონიკის, ენერგეტიკისა და სხვა სფეროებში და გახდა შეუცვლელი სტრუქტურული კერამიკა, შესანიშნავი მახასიათებლებით მრავალ სამრეწველო სფეროში. ახლა კი, მოდით, გაჩვენოთ!

წნევის გარეშე შედუღება

უწნევო სინთეზი SiC-ის სინთეზის ყველაზე პერსპექტიულ მეთოდად ითვლება. სინთეზის სხვადასხვა მექანიზმის მიხედვით, უწნევო სინთეზი შეიძლება დაიყოს მყარფაზიან და თხევადფაზიან სინთეზად. ულტრაწვრილი β-ს მეშვეობით, SiC ფხვნილს ერთდროულად დაემატა B და C-ს შესაბამისი რაოდენობა (ჟანგბადის შემცველობა 2%-ზე ნაკლები) და s. proehazka სინთეზირებული იქნა SiC-ის სინთეზირებულ სხეულამდე, რომლის სიმკვრივე 98%-ზე მეტი იყო 2020 ℃-ზე. ა. მულა და სხვ. Al2O3 და Y2O3 გამოყენებული იქნა დანამატებად და სინთეზირებული იქნა 1850-1950 ℃-ზე 0.5 μm β-SiC-ისთვის (ნაწილაკების ზედაპირი შეიცავს SiO2-ის მცირე რაოდენობას). მიღებული SiC კერამიკის ფარდობითი სიმკვრივე თეორიული სიმკვრივის 95%-ზე მეტია, ხოლო მარცვლის ზომა მცირეა და საშუალო ზომაა 1.5 მიკრონი.

ცხელი პრესით სინთეზირება

სუფთა SiC-ის კომპაქტური შედუღება შესაძლებელია მხოლოდ ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე, შედუღების დანამატების გარეშე, ამიტომ ბევრი ადამიანი იყენებს SiC-ის ცხელი დაწნეხვის შედუღების პროცესს. არსებობს მრავალი ანგარიში SiC-ის ცხელი დაწნეხვის შედუღების შესახებ შედუღების დამხმარე საშუალებების დამატებით. ალიგრომ და სხვებმა შეისწავლეს ბორის, ალუმინის, ნიკელის, რკინის, ქრომის და სხვა ლითონის დანამატების გავლენა SiC-ის გამკვრივებაზე. შედეგები აჩვენებს, რომ ალუმინი და რკინა ყველაზე ეფექტური დანამატებია SiC-ის ცხელი დაწნეხვის შედუღების ხელშესაწყობად. FFlange-მა შეისწავლა Al2O3-ის სხვადასხვა რაოდენობის დამატების გავლენა ცხელი დაწნეხვის SiC-ის თვისებებზე. ითვლება, რომ ცხელი დაწნეხვის SiC-ის გამკვრივება დაკავშირებულია გახსნისა და დალექვის მექანიზმთან. თუმცა, ცხელი დაწნეხვის შედუღების პროცესით შესაძლებელია მხოლოდ მარტივი ფორმის SiC ნაწილების მიღება. ერთჯერადი ცხელი დაწნეხვის შედუღების პროცესით წარმოებული პროდუქციის რაოდენობა ძალიან მცირეა, რაც ხელს არ უწყობს სამრეწველო წარმოებას.

ცხელი იზოსტატიკური დაწნეხვის სინთეზირება

ტრადიციული სინთეზირების პროცესის ნაკლოვანებების დასაძლევად, დანამატებად გამოყენებული იქნა B-ტიპი და C-ტიპი და გამოყენებული იქნა ცხელი იზოსტატიკური დაპრესილი სინთეზირების ტექნოლოგია. 1900°C-ზე მიღებული იქნა 98-ზე მეტი სიმკვრივის წვრილი კრისტალური კერამიკა, რომლის მოხრის სიმტკიცე ოთახის ტემპერატურაზე 600 მპა-ს აღწევდა. მიუხედავად იმისა, რომ ცხელი იზოსტატიკური დაპრესილი სინთეზირებით შესაძლებელია რთული ფორმებისა და კარგი მექანიკური თვისებების მქონე მკვრივი ფაზური პროდუქტების მიღება, სინთეზირება უნდა იყოს ჰერმეტული, რაც რთულია სამრეწველო წარმოებაში.

რეაქციის სინთეზირება

რეაქციულად შედუღებული სილიციუმის კარბიდი, ასევე ცნობილი როგორც თვითშეწებებული სილიციუმის კარბიდი, გულისხმობს პროცესს, რომლის დროსაც ფოროვანი ნაკეთობა რეაგირებს აირისებრ ან თხევად ფაზასთან ნაკეთობის ხარისხის გასაუმჯობესებლად, ფორიანობის შესამცირებლად და გარკვეული სიმტკიცითა და განზომილებიანი სიზუსტით შედუღების მიზნით. აიღეთ α-SiC ფხვნილი და გრაფიტი გარკვეული პროპორციით და გაცხელდით დაახლოებით 1650 ℃-მდე კვადრატული ნაკეთობის შესაქმნელად. ამავდროულად, ის აღწევს ან აღწევს ნაკეთობაში აირისებრი Si-ის მეშვეობით და რეაგირებს გრაფიტთან β-SiC-ის წარმოქმნით, რომელიც უერთდება არსებულ α-SiC ნაწილაკებს. როდესაც Si მთლიანად ინფილტრირებულია, შესაძლებელია რეაქციულად შედუღებული სხეულის მიღება სრული სიმკვრივით და არაშეკუმშვადი ზომით. სხვა შედუღების პროცესებთან შედარებით, რეაქციის შედუღების ზომის ცვლილება გამკვრივების პროცესში მცირეა და შესაძლებელია ზუსტი ზომის პროდუქტების მომზადება. თუმცა, შედუღებულ სხეულში SiC-ის დიდი რაოდენობით არსებობა აუარესებს რეაქციულად შედუღებული SiC კერამიკის მაღალტემპერატურულ თვისებებს.