Silizio karburoaren erreakzio-sinterizazioa metodo garrantzitsua da errendimendu handiko zeramikazko materialak ekoizteko. Metodo honek karbono eta silizio iturrien tratamendu termikoa erabiltzen du tenperatura altuetan, silizio karburo zeramikak eratzeko erreakzionatzeko.
1. Lehengaien prestaketa. Erreakzio-sinterizazio bidezko silizio karburoaren lehengaien artean karbono iturria eta silizio iturria daude. Karbono iturria normalean karbono beltza edo karbonoa duen polimero bat da, eta silizio iturria, berriz, silize hautsa. Lehengai hauek xehatu, bahetu eta nahastu behar dira partikula-tamaina uniformea bermatzeko, eta, aldi berean, haien konposizio kimikoa kontrolatu behar da, bero-tratamenduan zehar silizio karburo zeramika kalitate handikoak lortzeko.
2. Forma eman. Jarri nahastutako lehengaiak moldekatzeko moldean. Moldeatzeko metodo mota asko daude, prentsa-moldeaketa eta injekzio-moldeaketa dira ohikoenak. Prentsa-moldeaketa lehengai-hautsa presiopean konprimitzea da forma emateko, injekzio-moldeaketa, berriz, lehengaia itsasgarri batekin nahastuta, xiringa baten bidez moldean ihinztatzea da. Moldeatu ondoren, desmoldeatzeko tratamendua egin behar da zeramikazko lingotea moldetik kentzeko.
3. Tratamendu termikoa. Eratutako zeramikazko gorputza tratamendu termikoko labean sartzen da sinterizatzeko. Sinterizazio prozesua bi etapatan banatzen da: karbonizazio etapa eta sinterizazio etapa. Karbonizazio etapan, zeramikazko gorputza tenperatura altu batera berotzen da (normalean 1600 °C-tik gora) atmosfera geldo batean, eta karbono iturriak silizio iturriarekin erreakzionatzen du silizio karburoa sortzeko. Sinterizazio etapan, tenperatura tenperatura altuago batera igotzen da (normalean 1900 °C-tik gora), eta horrek silizio karburo partikulen arteko birkristalizazioa eta dentsifikazioa eragiten ditu. Horrela, silizio karburo gorputzaren dentsitatea are gehiago hobetzen da, gogortasuna eta higadura erresistentzia ere nabarmen hobetzen diren bitartean.
4. Akabera. Zeramika sinterizatuaren gorputza akabatu behar da nahi den forma eta tamaina lortzeko. Akabera-metodoen artean daude artezketa, ebaketa, zulaketa, etab. Silizio karburo materialaren gogortasun izugarri handia dela eta, zaila da akabera ematea, eta zehaztasun handiko artezketa-tresnak eta prozesatzeko ekipoak erabili behar dira.
Laburbilduz, erreakzio-sinterizazio bidezko silizio karburoaren ekoizpen-prozesuak lehengaien prestaketa, moldeatzea, tratamendu termikoa eta akabera barne hartzen ditu. Horien artean, urrats nagusia tratamendu termikoa da, eta horren kontrola funtsezkoa da silizio karburo material kalitate handikoak lortzeko. Tratamendu termikoaren tenperatura, atmosfera, mantentze-denbora eta beste faktore batzuk kontrolatu behar dira erreakzioa nahikoa dela, kristalizazioa osoa dela eta dentsitatea handia dela ziurtatzeko.
Erreakzio-sinterizazio bidezko silizio karburoaren ekoizpen-prozesuaren abantaila da gogortasun handiko, erresistentzia handiko, higadura-erresistentzia handiko eta tenperatura-egonkortasun handiko zeramikazko materialak prestatu daitezkeela. Material honek ez ditu propietate mekaniko bikainak bakarrik, baita korrosioarekiko erresistentzia eta tenperatura altuko propietate bikainak ere. Silizio karburo materialak hainbat ingeniaritza-pieza, zigilu mekanikoak, tratamendu termikoko gailuak, labeko zeramikak eta abar fabrikatzeko erabil daitezke. Aldi berean, silizio karburo materialak erdieroaleetan, eguzki-energian, material magnetikoetan eta beste arlo batzuetan ere erabil daitezke.
Laburbilduz, silizio karburoaren erreakzio-sinterizazioa metodo garrantzitsua da errendimendu handiko zeramikazko materialak prestatzeko. Ekoizpen-prozesuak lotura bakoitzaren kontrol zehatza eskatzen du kalitate handiko silizio karburo materialak lortzeko. Erreakzio-sinterizazio bidezko silizio karburo materialek propietate mekaniko bikainak, korrosioarekiko erresistentzia eta tenperatura altuko propietateak dituzte, eta aplikazio-aukera zabalak dituzte hainbat industria- eta zientzia-arlotan.
Argitaratze data: 2023ko uztailak 21