Silisiumkarbid (SiC) keramyk wurdt al lang in soad brûkt yn ferskate avansearre produksjefjilden fanwegen har hege hurdens, hege sterkte, lytse termyske útwreidingskoëffisjint, hege termyske geliedingsfermogen, goede gemyske stabiliteit, poerbêste termyske skokbestindigens en oksidaasjebestindigens. Neist de hjirboppe neamde skaaimerken fan silisiumkarbidkeramyk hawwe poreuze silisiumkarbidkeramyk, mei har unike mikroskopyske poreuze struktuer, brede tapassingsperspektiven yn fjilden lykas metallurgy, gemyske technyk, miljeubeskerming en enerzjy, wêrtroch't it tapassingsgebiet fan silisiumkarbidkeramyk sterk útwreide wurdt.
De spesjale eigenskippen fanporeuze silisiumkarbide keramykprofitearje benammen fan har unike poreuze struktuer, dy't porositeit, poargrutte en ferdieling, en poarfoarm, ensfh. omfettet. Dêrom is it needsaaklik om har porositeit, poargrutte en ferdieling, lykas de foarm fan 'e poaren te regeljen troch de tariedingsmetoade om de winske poreuze struktuer te krijen. Dêrom is de tariedingsmetoade altyd de fokus west fan ûndersyk fan minsken. Dit artikel besjocht benammen de ûndersyksfoarútgong yn 'e tariedingsmetoaden fan poreuze silisiumkarbidkeramyk yn binnen- en bûtenlân yn 'e lêste jierren.
1. Fysike metoade
De fysike metoade ferwiist nei it feit dat de holtes yn poreuze silisiumkarbidkeramyk feroarsake wurde troch in searje fysike ferskynsels tidens it tariedingsproses, sûnder dat gemyske reaksjes of it generearjen fan nije stoffen foarkomme. It wichtichste meganisme is it foarmjen fan in poreuze struktuer troch te fertrouwen op de holtes dy't efterlitten wurde troch de termyske krimp fan fêste stoffen, de ferdamping fan 'e floeibere faze, en de direkte sublimaasje fan 'e fêste faze. Faak foarkommende metoaden omfetsje de dieltsjestapelingsmetoade, de friezedroegingmetoade, de sol-gelmetoade, ensfh. De 3D-printtechnology dy't de lêste jierren ûntstien is, kin ek brûkt wurde om poreuze struktueren direkt te printsjen en ta te rieden.
1.1 Metoade foar dieltsjesstapeling
De dieltsjepakkingssintermetoade is de ienfâldichste manier om poreuze silisiumkarbidkeramyk te meitsjen. It prinsipe fan dizze metoade is om de sinterprestaasjes fan keramykpartikels sels te brûken om sinterhalzen te foarmjen tusken ferskate SiC-partikels, wêrtroch't de dieltsjeakkumulaasje mooglik wurdt om poreuze keramyk te foarmjen. Om de sintertemperatuer te ferleegjen, wurdt meastentiids in bepaalde hoemannichte binder mei in leger smeltpunt tafoege om in ferbining te foarmjen tusken ferskate SiC-partikels. Om't alle poaren yn 'e dieltsjepakkingssintermetoade transformearre wurde fan' e pakkingsgatten tusken SiC-partikels, kin de porositeit en poargrutte fan 'e ôfmakke poreuze keramyk kontroleare wurde troch de poeiergrutte, it type en de tafoege hoemannichte fan it binder, en de sinterparameters te feroarjen.
De tarieding fan poreuze silisiumkarbidkeramyk mei de dieltsjestapelingsmetoade fereasket gjin tafoeging fan ekstra poarfoarmjende aginten. It proses is ienfâldich en relatyf maklik te kontrolearjen. De porositeit fan poreuze keramyk dy't mei dizze metoade taret is, is lykwols oer it algemien leech. De foarm, poargrutte en porositeit fan 'e poaren wurde benammen bepaald troch de foarm, dieltsjegrutte en ferdieling fan 'e grûnstofpartikels, lykas de mjitte fan sinterjen.
1.2 Metoade foar friezedrûgjen
Friezedrûgjen is in metoade dy't it unifoarm mingen fan keramyske aggregaten mei wetter of organyske oplosmiddels yn 'e oanwêzigens fan in passende hoemannichte dispergeermiddels of bindmiddels om in slurry te foarmjen omfettet. Dêrnei wurdt de goed mingde slurry yn in mal getten en fluch beferzen by lege temperatueren, wêrtroch't de floeibere fazematrix fluch stollet ta in fêste stof. Dêrnei wurdt de stolde fêste faze sublimearre en fuorthelle troch drukreduksje of fakuümdroeging. De metoade foar it krijen fan in grien lichem mei rjochting-arranzjearre poarstrukturen dy't yn 'e slurry oerbliuwe en it úteinlik sinterje om poreuze silisiumkarbidkeramyk te produsearjen.
1.3 3D-printmetoade
De 3D-printmetoade foar it tarieden fan poreuze silisiumkarbidkeramyk is in nij type tariedingsproses dat him de lêste jierren ûntwikkele hat. Dit proses is basearre op in trijediminsjonaal gegevensmodel dat ûntworpen is mei help fan kompjûterassistinsje. Troch de printkop wurdt it bindmiddel spuite om it rau materiaalpoeder laach foar laach te stapeljen yn in trijediminsjonale netwurkstruktuer. De kombinaasje fan 3D-printsjen en reaksjesinterprosessen kin in foarmfrije produksje en hast netto-grutte foarmjouwing fan kompleksfoarmige keramyk berikke.
De 3D-printmetoade foar it tarieden fan poreuze silisiumkarbidkeramyk hat in ienfâldich foarmingsproses, hege tariedings- en ferwurkingseffisjinsje, en gjin ferlet fan mallen. It kin net allinich brûkt wurde om poreuze silisiumkarbidkeramyk te tarieden mei komplekse foarmen, unifoarme mikrostrukturen en goede poarferbining, mar ek de porositeit en poargrutte fan 'e poreuze keramyk binne kontrolearber en ferstelber. Dizze metoade is lykwols op it stuit noch yn 'e ferkennende ûndersyksfaze, en de prosesparameters moatte noch fierder optimalisearre wurde. Derneist is dizze metoade lestich om heechsterkte poreuze silisiumkarbidkeramyk yn ien stap te tarieden. It fereasket de help fan oare prosessen om de winske produkten te produsearjen, wat relatyf hege kosten mei him bringt.
1.4 Skomjen
De skomfoarmmetoade omfettet it tafoegjen fan gas of stoffen dy't gas kinne generearje troch folgjende ferwurking oan it keramyske griene lichem of foargonger, en it dan sinterjen om poreuze silisiumkarbidkeramyk te krijen. Oars as oare tariedingsmetoaden is de skomfoarmmetoade in effektyf proses foar it tarieden fan sletten-selkeramyk.
2. Gemyske metoade
De gemyske metoade ferwiist nei it feit dat de poreuze struktuer yn poreuze silisiumkarbidkeramyk foarme wurdt troch de ûntbining of reaksje fan anorganyske sâlt of tafoege organyske stoffen, wêrtroch't lege plakken op 'e oarspronklike posysjes oerbliuwe. Algemiene gemyske metoaden foar it tarieden fan poreuze silisiumkarbidkeramyk omfetsje de metoade foar it tafoegjen fan poaren mei in poarfoarmjend middel, de metoade foar it ympregnearjen fan organyske skuim, en de metoade foar it biologysk sjabloan, ensfh.
2.1 Organyske skuimimpregnaasje
De metoade foar ympregnaasje fan organysk skom omfettet it brûken fan organysk skom as sjabloan, it evenredich oanbringen fan 'e taret keramyske slurry op 'e sjabloan of it ûnderdompeljen fan 'e sjabloan yn 'e slurry om loft út te driuwen, wêrtroch't de slurry evenredich oan 'e organyske skomsjabloan hechtet. Dan, troch droegjen en sinterjen op hege temperatuer, wurdt de organyske sjabloan fuorthelle, wêrtroch poreuze keramyk ûntstiet.
It wichtichste neidiel fan dizze metoade is dat it net mooglik is om produkten mei lytse poaren en sletten porositeit te produsearjen. De foarm is beheind en de prestaasjes fan 'e foarfoarm wurde sterk beynfloede troch de grûnstoffen. De tichtheid en sterkte fan 'e tariede poreuze keramyske materialen binne ek lestich te kontrolearjen.
2.2 De metoade foar it tafoegjen fan poarfoarmjende aginten
De tarieding fan poreuze silisiumkarbidkeramyk troch it tafoegjen fan poarfoarmjende aginten omfettet it tafoegjen fan poarfoarmjende aginten oan silisiumkarbidpoeier of foargongers, en dan it fuortheljen fan 'e poarfoarmjende aginten fia folgjende prosessen. As gefolch foarmje de posysjes dy't oarspronklik ynnommen waarden troch de poarfoarmjende aginten poaren, en dan wurde ferwaarming en sintering útfierd om poreuze keramyk te foarmjen. Dêrom kin it feroarjen fan it type en de dosaasje fan poarfoarmjende aginten de porositeit, poarmorfology, poargrutte en ferdieling fan 'e ôfmakke poreuze keramyk maklik kontrolearje. De soarten poarfoarmjende aginten binne tige wiidweidich, ynklusyf natuerlike of syntetyske organyske polymearen, floeistoffen, sâlt, keramyk of oare poeders, ensfh. De ferwideringsprosessen fan ferskate poarfoarmjende aginten fariearje. Organyske polymear poarfoarmjende aginten wurde meastentiids fuorthelle troch ferwaarming en ûntbining, floeibere poarfoarmjende aginten kinne wurde fuorthelle troch kristallisaasje en sublimaasje, sâlt kinne wurde fuorthelle troch wetterfiltraasje, en keramyske poeders kinne wurde fuorthelle troch passende oplossingfiltraasje.
2.3 Biologyske sjabloanmetoade
De mikroskopyske poarstruktuer yn biomaterialen is signifikant oars as dy yn syntetyske materialen. Fanwegen syn unike struktuer hat de tarieding fan poreuze keramyske materialen mei ferlykbere struktueren mei it brûken fan organismen as sjabloanen in soad omtinken krigen [10]. De biologyske sjabloanmetoade en de organyske skomimpregnaasjemetoade diele oerienkomsten. De organyske skomimpregnaasjemetoade brûkt in keunstmjittige spons as sjabloan, wylst de biologyske sjabloanmetoade natuerlike organismen as sjabloan brûkt.
De biologyske sjabloanmetoade foar it tarieden fan poreuze silisiumkarbidkeramyk hat de foardielen fan in ienfâldich proses en lege kosten. It kin keramyk produsearje mei komplekse foarmen en kin de struktuer fan natuerlike biologyske materialen yn 'e grutste mjitte replikearje. De biologyske sjabloan is lykwols gefoelich foar barsten tidens it hege-temperatuer karbonisaasjeproses, wat in wichtige ynfloed hat op 'e meganyske eigenskippen fan poreuze silisiumkarbidkeramyk. Boppedat hinget de poarstruktuer fan 'e tariede poreuze silisiumkarbidkeramyk benammen ôf fan 'e mikrostruktuer fan 'e biologyske sjabloan sels, en de ûntwerpberens is min. Derneist hat dizze metoade ek wat neidielen, lykas relatyf lege konverzje-effisjinsje fan SiC, maklik ôfstjitten fan 'e SiC-reaksjelaach, en in lange tariedingssyklus.
Pleatsingstiid: 22 july 2025