Реакционното синтероване на силициев карбид е важен метод за производство на високоефективни керамични материали. Този метод използва термична обработка на въглеродни и силициеви източници при високи температури, за да ги накара да реагират и да образуват силициево-карбидна керамика.
1. Подготовка на суровините. Суровините за реакционно синтерования силициев карбид включват източник на въглерод и източник на силиций. Източникът на въглерод обикновено е въглероден черен или въглеродсъдържащ полимер, докато източникът на силиций е прахообразен силициев диоксид. Тези суровини трябва да бъдат натрошени, пресяти и смесени, за да се осигури равномерен размер на частиците, като същевременно се контролира и химичният им състав, за да се получи висококачествена силициево-карбидна керамика по време на термична обработка.
2. Оформяне. Поставете смесените суровини във формата за формоване. Има много видове методи за формоване, като най-често използвани са пресоване и шприцване. Пресоването е компресиране на прахообразна суровина под налягане, за да се оформи, докато шприцването е смесване на суровина с лепило, което се впръсква във формата чрез спринцовка. След формоване е необходимо да се извърши обработка за изваждане на керамичната заготовка от формата.
3. Термична обработка. Формираното керамично тяло се поставя в пещ за термична обработка за синтероване. Процесът на синтероване е разделен на два етапа: етап на карбонизация и етап на синтероване. В етапа на карбонизация керамичното тяло се нагрява до висока температура (обикновено над 1600°C) в инертна атмосфера и източникът на въглерод реагира със силициевия източник, за да се получи силициев карбид. В етапа на синтероване температурата се повишава до по-висока температура (обикновено над 1900°C), което води до рекристализация и уплътняване между частиците силициев карбид. По този начин плътността на силициево-карбидното тяло се подобрява допълнително, като същевременно твърдостта и износоустойчивостта също се подобряват значително.
4. Финишна обработка. Синтерованото керамично тяло трябва да бъде фино обработено, за да се получи желаната форма и размер. Методите за фина обработка включват шлайфане, рязане, пробиване и др. Поради изключително високата твърдост на силициево-карбидния материал, фината обработка е трудна и изисква използването на високопрецизни шлифовъчни инструменти и обработващо оборудване.
В обобщение, производственият процес на реакционно синтерован силициев карбид включва подготовка на суровините, формоване, термична обработка и довършителни работи. Сред тях ключовата стъпка е процесът на термична обработка, чийто контрол е от решаващо значение за получаване на висококачествени силициево-карбидни материали. Необходимо е да се контролира температурата, атмосферата, времето на задържане и други фактори на термичната обработка, за да се гарантира, че реакцията е достатъчна, кристализацията е пълна и плътността е висока.
Предимството на процеса на производство на силициев карбид чрез реакционно синтероване е, че могат да се получат керамични материали с висока твърдост, висока якост, висока износоустойчивост и висока температурна стабилност. Този материал не само има отлични механични свойства, но също така има отлична устойчивост на корозия и високотемпературни свойства. Силициево-карбидните материали могат да се използват за производството на различни инженерни части, механични уплътнения, устройства за термична обработка, пещна керамика и т.н. В същото време, силициево-карбидните материали могат да се използват и в полупроводниците, слънчевата енергия, магнитните материали и други области.
Накратко, реакционното синтероване на силициев карбид е важен метод за получаване на висококачествени керамични материали. Производственият процес изисква фино управление на всяко звено, за да се получат висококачествени силициево-карбидни материали. Реакционно синтерованите силициево-карбидни материали имат отлични механични свойства, устойчивост на корозия и високотемпературни свойства и имат широки перспективи за приложение в различни промишлени и научни области.
Време на публикуване: 21 юли 2023 г.