La sinterització per reacció de carbur de silici és un mètode important per produir materials ceràmics d'alt rendiment. Aquest mètode utilitza el tractament tèrmic de fonts de carboni i silici a altes temperatures per fer-les reaccionar i formar ceràmica de carbur de silici.
1. Preparació de matèries primeres. Les matèries primeres del carbur de silici sinteritzat per reacció inclouen la font de carboni i la font de silici. La font de carboni sol ser negre de carboni o un polímer que conté carboni, mentre que la font de silici és sílice en pols. Aquestes matèries primeres s'han de triturar, tamisar i barrejar per garantir una mida uniforme de les partícules, alhora que es controla la seva composició química per obtenir ceràmiques de carbur de silici d'alta qualitat durant el tractament tèrmic.
2. Donar forma. Introduir les matèries primeres barrejades al motlle de modelat per modelar-lo. Hi ha molts tipus de mètodes de modelat, entre els quals s'utilitzen habitualment el modelat per premsa i el modelat per injecció. El modelat per premsa és la compressió de la pols de matèria primera sota pressió per formar-la, mentre que el modelat per injecció és la matèria primera barrejada amb un adhesiu i polvoritzada al motlle a través d'una xeringa per formar-la. Després de la conformació, cal dur a terme un tractament de desemmotllament per treure el lingot de ceràmica del motlle.
3. Tractament tèrmic. El cos ceràmic format es col·loca al forn de tractament tèrmic per a la sinterització. El procés de sinterització es divideix en dues etapes: etapa de carbonització i etapa de sinterització. A l'etapa de carbonització, el cos ceràmic s'escalfa a una temperatura alta (normalment per sobre de 1600 °C) sota una atmosfera inert, i la font de carboni reacciona amb la font de silici per produir carbur de silici. A l'etapa de sinterització, la temperatura s'eleva a una temperatura més alta (normalment per sobre de 1900 °C), cosa que provoca la recristal·lització i la densificació entre les partícules de carbur de silici. D'aquesta manera, la densitat del cos de carbur de silici millora encara més, alhora que la duresa i la resistència al desgast també milloren significativament.
4. Acabat. El cos ceràmic sinteritzat necessita un acabat per obtenir la forma i la mida desitjades. Els mètodes d'acabat inclouen el rectificat, el tall, la perforació, etc. A causa de l'extrema duresa del material de carbur de silici, és difícil d'acabar, cosa que requereix l'ús d'eines de rectificat i equips de processament d'alta precisió.
En resum, el procés de producció de carbur de silici sinteritzat per reacció inclou la preparació de matèries primeres, el modelat, el tractament tèrmic i l'acabat. Entre ells, el pas clau és el procés de tractament tèrmic, el control del qual és crucial per obtenir materials de carbur de silici d'alta qualitat. Cal controlar la temperatura, l'atmosfera, el temps de retenció i altres factors del tractament tèrmic per garantir que la reacció sigui suficient, la cristal·lització sigui completa i la densitat sigui alta.
L'avantatge del procés de producció de carbur de silici sinteritzat per reacció és que es poden preparar materials ceràmics amb alta duresa, alta resistència, alta resistència al desgast i alta estabilitat a la temperatura. Aquest material no només té excel·lents propietats mecàniques, sinó que també té una excel·lent resistència a la corrosió i propietats a altes temperatures. Els materials de carbur de silici es poden utilitzar per fabricar diverses peces d'enginyeria, segells mecànics, dispositius de tractament tèrmic, ceràmica de forn, etc. Al mateix temps, els materials de carbur de silici també es poden utilitzar en semiconductors, energia solar, materials magnètics i altres camps.
En resum, la sinterització per reacció del carbur de silici és un mètode important per preparar materials ceràmics d'alt rendiment. El procés de producció requereix un control precís de cada enllaç per obtenir materials de carbur de silici d'alta qualitat. Els materials de carbur de silici sinteritzats per reacció tenen excel·lents propietats mecàniques, resistència a la corrosió i propietats a altes temperatures, i tenen àmplies perspectives d'aplicació en diversos camps industrials i científics.
Data de publicació: 21 de juliol de 2023