El carburo de silicio sinterizado por reacción es un material importante de alta temperatura, con alta resistencia, alta dureza, alta resistencia al desgaste, alta resistencia a la corrosión y alta resistencia a la oxidación y otras propiedades excelentes, es ampliamente utilizado en maquinaria, aeroespacial, industria química, energía y otros campos.
1. Preparación de la materia prima
La preparación de las materias primas de carburo de silicio para sinterización reactiva se basa principalmente en polvo de carbono y silicio. El carbono puede utilizarse en diversas sustancias que contienen carbono, como coque de carbón, grafito, carbón vegetal, etc. El polvo de silicio suele seleccionarse con un tamaño de partícula de 1-5 μm, polvo de silicio de alta pureza. Primero, se mezclan el carbono y el polvo de silicio en una proporción determinada, se añade una cantidad adecuada de aglutinante y agente de flujo y se agita uniformemente. A continuación, la mezcla se introduce en un molino de bolas para homogeneizar la mezcla y moler hasta obtener un tamaño de partícula inferior a 1 μm.
2. Proceso de moldeo
El proceso de moldeo es uno de los pasos clave en la fabricación de carburo de silicio. Los procesos de moldeo más comunes son el moldeo por presión, el moldeo por inyección y el moldeo estático. El moldeo por presión implica colocar la mezcla en el molde y moldearla mediante presión mecánica. El moldeo por inyección consiste en mezclar la mezcla con agua o disolvente orgánico, inyectarla en el molde mediante una jeringa al vacío y, tras el reposo, moldear el producto terminado. El moldeo por presión estática se refiere a colocar la mezcla en el molde, bajo la protección del vacío o la atmósfera, generalmente a una presión de 20-30 MPa.
3. Proceso de sinterización
La sinterización es un paso clave en el proceso de fabricación del carburo de silicio sinterizado por reacción. La temperatura, el tiempo y la atmósfera de sinterización, entre otros factores, afectan el rendimiento del carburo de silicio sinterizado por reacción. Generalmente, la temperatura de sinterización del carburo de silicio sinterizado por reacción se encuentra entre 2000 y 2400 °C, el tiempo de sinterización suele ser de 1 a 3 horas y la atmósfera de sinterización suele ser inerte, como argón o nitrógeno. Durante la sinterización, la mezcla experimenta una reacción química para formar cristales de carburo de silicio. Al mismo tiempo, el carbono reacciona con los gases atmosféricos para producir gases como CO y CO₂, lo que afecta la densidad y las propiedades del carburo de silicio. Por lo tanto, mantener una atmósfera y un tiempo de sinterización adecuados es fundamental para la fabricación de carburo de silicio sinterizado por reacción.
4. Proceso de postratamiento
El carburo de silicio sinterizado por reacción requiere un proceso de postratamiento tras su fabricación. Los procesos de postratamiento más comunes son el mecanizado, el rectificado, el pulido y la oxidación, entre otros. Estos procesos están diseñados para mejorar la precisión y la calidad superficial del carburo de silicio sinterizado por reacción. Entre ellos, el rectificado y el pulido son métodos de procesamiento comunes que pueden mejorar el acabado y la planitud de la superficie del carburo de silicio. El proceso de oxidación puede formar una capa de óxido para mejorar la resistencia a la oxidación y la estabilidad química del carburo de silicio sinterizado por reacción.
En resumen, la fabricación de carburo de silicio por sinterización reactiva es un proceso complejo que requiere el dominio de diversas tecnologías y procesos, incluyendo la preparación de la materia prima, el moldeo, la sinterización y el postratamiento. Solo mediante el dominio integral de estas tecnologías y procesos se pueden producir materiales de carburo de silicio por sinterización reactiva de alta calidad que satisfagan las necesidades de diversos campos de aplicación.
Hora de publicación: 06-jul-2023