Silizio Karburoko Zeramika Prestatzeko Teknika Espezializatuak

Silizio karburoa (SiC) zeramikaMaterialek propietate bikainak dituzte, besteak beste, tenperatura altuko erresistentzia, oxidazio erresistentzia handia, higadura erresistentzia handia, egonkortasun termikoa, hedapen termiko koefiziente baxua, eroankortasun termiko handia, gogortasun handia, shock termikoaren erresistentzia eta korrosio kimikoaren erresistentzia. Ezaugarri horiei esker, SiC zeramika gero eta aplikagarriagoa da hainbat esparrutan, hala nola, automobilgintza, industria mekanikoa eta kimikoa, ingurumena babestea, espazio-teknologia, informazioaren elektronika eta energia.SiC zeramikaEgiturazko zeramikazko material ordezkaezina bihurtu dira industria-sektore askotan, euren errendimendu bikainagatik.

Zeintzuk dira hobetzen dituzten egitura-ezaugarriakSiC Zeramika?

Goren propietateakSiC zeramikaoso lotuta daude haien egitura bereziarekin. SiC lotura kobalente oso sendoak dituen konposatua da, non Si-C loturaren izaera ionikoa %12 ingurukoa baino ez den. Horrek erresistentzia handia eta modulu elastiko handia lortzen du, higadura erresistentzia bikaina eskainiz. SiC purua ez da HCl, HNO3, H2SO4 edo HF bezalako disoluzio azidoek korroditzen, ezta NaOH bezalako disoluzio alkalinoek ere. Airean berotzean oxidatzeko joera duen arren, gainazalean SiO2 geruza bat sortzeak oxigenoaren difusio gehiago galarazten du, horrela oxidazio-tasa baxua mantenduz. Gainera, SiC-k propietate erdieroaleak erakusten ditu, ezpurutasun kopuru txikiak sartzen direnean eroankortasun elektriko ona eta eroankortasun termiko bikaina.

Nola eragiten diete SiC-ren kristal forma ezberdinek bere propietateei?

SiC bi kristal forma nagusitan dago: α eta β. β-SiC-k kristal-egitura kubikoa du, Si eta C-k aurpegietan zentratutako sare kubikoak osatuz. α-SiC 100 politipo baino gehiagotan dago, 4H, 15R eta 6H barne, eta 6H da industria-aplikazioetan gehien erabiltzen dena. Politipo hauen egonkortasuna tenperaturaren arabera aldatzen da. 1600 °C-tik behera, SiC β forman existitzen da, eta 1600 °C-tik gora, berriz, β-SiC pixkanaka α-SiC politipo ezberdinetan eraldatzen da. Adibidez, 4H-SiC 2000 °C inguruan sortzen da, eta 15R eta 6H politipoek 2100 °C-tik gorako tenperaturak behar dituzte erraz sortzeko. 6H politipoa egonkorra izaten jarraitzen du 2200 °C-tik gora ere. Politipo horien arteko energia askearen alde txikiak esan nahi du ezpurutasun txikiek ere haien egonkortasun termikoaren erlazioak alda ditzaketela.

Zeintzuk dira SiC hautsak ekoizteko teknikak?

SiC hautsak prestatzea fase solidoko sintesian eta fase likidoko sintesian sailka daiteke, lehengaien hasierako egoeran oinarrituta.

Zeintzuk dira fase solidoko sintesian parte hartzen duten metodoak? 

Fase solidoaren sintesiak erredukzio karbotermikoa eta silizio-karbono erreakzio zuzenak barne hartzen ditu batez ere. Karbotermiko murrizketa metodoak Acheson prozesua, labe bertikala eta tenperatura altuko labe birakaria barne hartzen ditu. Acheson-ek asmatutako Acheson-ek asmatutako silizea karbonoaren bidez kuartzozko harea murriztea dakar Acheson labe elektriko batean, tenperatura altuetan eta eremu elektriko indartsuetan erreakzio elektrokimiko batek bultzatuta. Metodo honek, industria-ekoizpenaren historia duela mende bat baino gehiagokoa, SiC partikula lodi samarrak ematen ditu eta potentzia-kontsumo handia du, eta horietatik asko bero gisa galtzen da.

1970eko hamarkadan, Acheson prozesuaren hobekuntzak 1980ko hamarkadan garapenak ekarri zituen, hala nola, labe bertikalak eta β-SiC hautsa sintetizatzeko tenperatura altuko labe birakariak, 1990eko hamarkadan aurrerapen gehiagorekin. Ohsaki et al. aurkitu zuen SiO2 eta Si hautsaren nahasketa bat berotzean askatzen den SiO gasak ikatz aktibatuarekin erreakzionatzen duela, tenperatura handituz eta euste-denbora luzatuz hautsaren azalera espezifikoa murriztuz SiO gas gehiago askatzen den heinean. Silizio-karbono erreakzio zuzeneko metodoa, auto-hedapen handiko tenperatura-sintesiaren aplikazioa, gorputz erreaktiboa kanpoko bero-iturri batekin piztea dakar eta sintesian askatzen den erreakzio kimikoko beroa erabiltzea prozesuari eusteko. Metodo honek energia-kontsumo txikia du, ekipamendu eta prozesu sinpleak eta produktibitate handia du, nahiz eta erreakzioa kontrolatzea zaila den. Silizioaren eta karbonoaren arteko erreakzio exotermiko ahulak giro-tenperaturan piztea eta eustea zaila da, eta energia-iturri osagarriak behar dira, hala nola labe kimikoak, korronte zuzena, aurreberotzea edo eremu elektriko osagarriak.

Nola sintetizatzen da SiC hautsa fase likidoko metodoak erabiliz? 

Fase likidoko sintesi metodoen artean sol-gel eta polimeroen deskonposizio teknikak daude. Ewell et al. sol-gel metodoa proposatu zuen lehenengoz, 1952 inguruan geroago zeramika prestatzeko aplikatu zena. Metodo honek erreaktibo kimiko likidoak erabiltzen ditu alkoxidoaren aitzindariak prestatzeko, tenperatura baxuetan disolbatzen diren disoluzio homogeneo bat sortzeko. Gelifikatzaile egokiak gehituz, alkoxidoak hidrolisia eta polimerizazioa jasaten ditu sol-sistema egonkor bat osatzeko. Luze egon eta lehortu ondoren, Si eta C uniformeki nahasten dira maila molekularrean. Nahasketa hau 1460-1600 °C-ra berotzeak erredukzio karbotermiko erreakzio bat eragiten du SiC hauts fina ekoizteko. Sol-gelen prozesatzean kontrolatu beharreko parametro nagusiak disoluzioaren pHa, kontzentrazioa, erreakzio tenperatura eta denbora dira. Metodo honek aztarna-osagai ezberdinen gehikuntza homogeneoa errazten du, baina desabantailak ditu, hala nola, hondar hidroxiloa eta osasunerako kaltegarriak diren disolbatzaile organikoak, lehengaien kostu handiak eta prozesatzeko garaian uzkurtze nabarmena.

Polimero organikoen tenperatura altuko deskonposizioa SiC ekoizteko beste metodo eraginkor bat da:

Gel-polisiloxanoak berotzea monomero txikietan deskonposatzeko, azkenean SiO2 eta C eratuz, gero erredukzio karbotermikoa jasaten duten SiC hautsa sortzeko.

Polikarbosilanoak berotzea monomero txikietan deskonposatzeko, azken finean SiC hautsa sortzen duen esparru bat osatuz. Sol-gelaren azken teknikek SiO2-n oinarritutako sol/gel materialak ekoiztea ahalbidetu dute, gelaren barruan sinterizatzeko eta gogortzeko gehigarrien banaketa homogeneoa bermatuz, eta horrek errendimendu handiko SiC zeramika hautsak sortzea errazten du.

Zergatik jotzen da presiorik gabeko sinterizazioa teknika itxaropentsutzatSiC Zeramika?

Presiorik gabeko sinterizazioa metodo oso itxaropentsutzat jotzen daSiC sinterizatzea. Sinterizazio-mekanismoaren arabera, fase solidoko sinterizazioa eta fase likidoko sinterizazioa bana daiteke. S. Proehazka-k % 98tik gorako dentsitate erlatiboa lortu zuen SiC sinterizatutako gorputzentzat B eta C kantitate egokiak gehituz β-SiC hauts ultrafineari (% 2tik beherako oxigeno-edukiarekin) eta 2020 °C-tan sinterizatuz presio normalean. A. Mulla et al. Al2O3 eta Y2O3 gehigarri gisa erabili zituen 0,5μm β-SiC sinterizatzeko (SiO2 kantitate txiki batekin partikulen gainazalean) 1850-1950 °C-tan, dentsitate erlatiboa dentsitate teorikoaren % 95 baino handiagoa eta ale finak batez bestekoarekin lortuz. 1,5μm-ko tamaina.

Nola hobetzen da prentsa beroko sinterizazioaSiC Zeramika?

Nadeau-k adierazi zuen SiC purua oso tenperatura altuetan soilik sinteriza daitekeela sinterizazio-laguntzarik gabe, eta askok prentsa beroko sinterizazioa aztertzera bultzatu zuen. Ikerketa ugarik aztertu dute B, Al, Ni, Fe, Cr eta beste metal batzuk gehitzeak SiC-ren dentsifikazioan dituen ondorioak, eta Al eta Fe-k prentsa beroko sinterizazioa sustatzeko eraginkorrenak izan dira. F.F. Lange-k prentsa beroan sinterizatutako SiCren errendimendua ikertu zuen Al2O3 kantitate ezberdinekin, dentsifikazioa disoluzio-birprecipitazio mekanismo bati egotziz. Hala ere, prentsa beroko sinterizazioak SiC forma sinpleko osagaiak soilik ekoitzi ditzake, eta sinterizazio prozesu bakarrean produktuaren kantitatea mugatua da, eta ez da hain egokia industria-ekoizpenerako.

Zeintzuk dira erreakzio-sinterizazioaren abantailak eta mugak SiC-rako?

Erreakzioz sinterizatutako SiC, auto-loturako SiC izenez ere ezaguna, gorputz berde porotsu bat fase gaseoso edo likidoekin erreakzionatzea dakar, masa handitzeko, porositatea murrizteko eta produktu sendo eta dimentsio zehatz batean sinterizatzeko. Prozesua α-SiC hautsa eta grafitoa proportzio jakin batean nahastea dakar, 1650 °C ingurura berotzea eta gorputz berdea Si urtuarekin edo Si gaseosoarekin infiltratzea, grafitoarekin erreakzionatzen duena β-SiC sortzeko, dagoen α-SiC lotuz. partikulak. Si infiltrazio osoa erreakzio-sinterizatutako gorputz oso trinkoa eta dimentsioan egonkorra da. Beste sinterizazio metodo batzuekin alderatuta, erreakzio-sinterizazioak dentsifikazioan dimentsio-aldaketa minimoak dakartza, osagai zehatzak fabrikatzeko aukera emanez. Hala ere, gorputz sinterizatuan SiC kopuru handia egoteak tenperatura altuko errendimendu eskasagoa dakar.

Laburbilduz,SiC zeramikaPresiorik gabeko sinterizazioak, prentsa beroko sinterizazioak, prentsa isostatiko beroak eta erreakzio sinterizazioak errendimendu-ezaugarri desberdinak dituzte.SiC zeramikaPrentsa berotik eta prentsa isostatiko beroetatik, oro har, dentsitate sinterizatu eta flexio-erresistentzia handiagoak dituzte, eta erreakzio sinterizatuko SiC-k balio nahiko baxuagoak ditu. -ren propietate mekanikoakSiC zeramikasinterizazio gehigarri desberdinekin ere aldatu egiten dira. Presiorik gabekoa, prentsa beroa eta erreakzio sinterizatuaSiC zeramikaazido eta base sendoekiko erresistentzia ona erakusten du, baina erreakzio sinterizatutako SiC-k korrosioarekiko erresistentzia eskasagoa du HF bezalako azido indartsuekiko. Tenperatura handiko errendimenduari dagokionez, ia guztiakSiC zeramikaerakutsi 900 °C-tik beherako indarraren hobekuntza, eta erreakzio-sinterizatutako SiC-ren malgutasun-erresistentzia nabarmen jaisten den bitartean, 1400 °C-tik gora, Si askearen presentzia dela eta. Sakatu isostatiko bero eta presiorik gabeko tenperatura altuko errendimenduaSiC zeramikabatez ere erabilitako gehigarri motaren araberakoa da.

Sinterizazio metodo bakoitzak bitarteanSiC zeramikabere merituak ditu, teknologiaren aurrerapen azkarrak etengabeko hobekuntzak behar dituSiC zeramikaerrendimendua, fabrikazio teknikak eta kostuen murrizketa. Tenperatura baxuko sinterizazioa lortzeaSiC zeramikafuntsezkoa da energia-kontsumoa eta ekoizpen-kostuak murrizteko, eta, ondorioz, industrializazioa sustatzekoSiC zeramikaproduktuak.**

Semicorex-en espezializatuta gaudeSiC Zeramikaeta erdieroaleen fabrikazioan aplikatutako beste Zeramikazko Materialak, edozein kontsulta baduzu edo xehetasun gehiago behar badituzu, ez izan zalantzarik eta jarri gurekin harremanetan.

Harremanetarako telefonoa: +86-13567891907

Posta elektronikoa: sales@semicorex.com