Kas yra SiC keramika?

Sic keramikayra keraminė medžiaga, kurią sukelia silicio (SI) ir anglies (C) elementų reakcija, pasižyminti ypač dideliu kietumu, atsparumu šilumai ir cheminis stabilumas. Jis ne tik turi plačią pritaikymą pramonėje, bet ir užima svarbią poziciją aukštųjų technologijų srityje.

SiC keramikos savybės ir savybės

1. Didelis kietumas

SiC keramikos kietumas yra ypač didelis, antras - tik nuo deimanto. Jos „Mohs“ kietumas pasiekia 9, todėl jis gali lengvai dėvėti ir pjaustyti kitas minkštesnes medžiagas. Dėl šios priežasties „SiC“ keramika dažnai naudojama pjovimo įrankiams, atspariems dėvėjimams komponentams ir kitoms programoms, kurioms reikalingas atsparumas susidėvėjimui, gaminti.

2. Didelis atsparumas šilumai

Silicio karbidas turi puikų aukštos temperatūros stabilumą ir gali išlaikyti jo fizinių ir cheminių savybių stabilumą aukštos temperatūros aplinkoje, virš 1600 ℃. Dėl to SiC keramika turi nepakeičiamų pranašumų esant aukštai temperatūrai, pavyzdžiui, variklio komponentams ir katilo medžiagoms.

3. Puikus cheminis stabilumas

SiC keramika turi stiprų atsparumą daugumai rūgščių ir šarminių tirpalų bei ėsdinančias dujas. Tai leido jį plačiai pritaikyti labai ėsdinančioje aplinkoje tokiose pramonės šakose kaip chemijos inžinerija ir metalurgija.

4. Mažo tankio

Nors SiC keramika turi didelį kietumą ir stiprų atsparumą šilumai, jų tankis yra palyginti mažas, ir jos pasižymi geromis lengvomis savybėmis. Tai ypač svarbu kosmoso ir automobilių pramonei, kuriai reikalingos lengvos medžiagos.

SiC keramikos sukepinimo procesas yra labai svarbus. Atlikus išsamius tyrimus ir tyrinėjant daugybę tyrėjų, buvo paeiliui sukurti įvairūs sukepinimo metodai, įskaitant be spausminį sukepinimą, karštą spaudimą sukepinant, reakcijos sukepinimo, karšto izostatinio spaudimo sukepinimo ir dar daugiau.

Be reikalo sukepinimas

Neslėptas sukepinimas yra laikomas perspektyviausiu SIC sukepinimo metodu. Remiantis skirtingais sukepinimo mechanizmais, sukepinimą be spausminio sukepinimo galima suskirstyti į kietosios fazės sukepinimo ir skysčio fazės sukepinimą. Tuo pačiu metu pridedant tinkamą B ir C kiekį (kai deguonies kiekis yra mažesnis nei 2%) prie ultrafinuotų β-SIC miltelių, SiC sukepintas kūnas, kurio tankis didesnis nei 98%, bus sukepintas 2020 m.

Karštas spaudžiamas sukepinimas

Grynas SIC gali būti tik tankiai sukepinamas labai aukštoje temperatūroje be jokių sukepinimo priedų. Todėl daugelis žmonių įgyvendina SIC karštai spaudus sukepinimo procesus. Aliuminis ir geležis yra veiksmingiausi priedai, skatinantys karštai spaudus SIC sukepinimą. Be to, karšto spaudimo sukepinimo procesas gali gaminti tik SIC dalis su paprastomis formomis, o produktų kiekis, pagamintas vienkartiniu karšto spaudimo sukepinimo procesu, yra labai mažas, o tai nėra palanki pramoninei gamybai.

Reaktyvus sukepinimas

Reakcijos diapazono silicio karbidas, dar žinomas kaip savarankiškai sujungtas silicio karbidas, reiškia procesą, kurio metu poringi plieno ruošiniai reaguoja su dujų ar skysčių fazėmis, kad pagerintų ruošinių kokybę, sumažintų poringumą ir užrištų gatavų produktus tam tikru stiprumo ir matmenų tikslumu. Α-SIC milteliai yra sumaišyti su tam tikros dalies grafitu ir kaitinami iki maždaug 1650 ℃, kad susidarytų ruošinys. Tuo tarpu jis prasiskverbia per dujų fazę Si arba prasiskverbia į ruošinį, reaguoja su grafitu, kad sudarytų β-SIC, ir derina su esamomis α-SIC dalelėmis. Kai SI yra visiškai įsiskverbęs, reaktyvusis sukepintas kūnas, turintis visišką tankį ir negalima gauti jokio matmenų susitraukimo. Palyginti su kitais sukepinimo procesais, matmenų reakcijos keitimas sukepinimas tankinimo proceso metu yra palyginti mažas, o produktai, kurių matmenys yra tikslūs, gali būti gaminami. Tačiau didelis SIC kiekis sukepintame kūne pablogėja aukštos temperatūros reaguojamos reakcijos metu skirtos sic keramikos efektyvumui.

Izostatinis presavimo sukepinimas

Norint įveikti tradicinio sukepinimo proceso trūkumus, priimama karšta izostatinė spaudimo sukepinimo technologija. Esant 1900 m., Buvo gauta smulkios kristalinės fazės keramika, kurios tankis didesnis kaip 98, o lenkimo stiprumas kambario temperatūroje galėjo pasiekti 600MPa. Nors karštas izostatinis spaudimo sukepinimas gali gaminti sudėtingos formos ir tankius fazės produktus, turinčius gerų mechaninių savybių, klubo sukepinimas turi užklijuoti blanką, todėl sunku pasiekti pramoninę gamybą.