A sinterización por reacción de carburo de silicio é un método importante para producir materiais cerámicos de alto rendemento. Este método emprega o tratamento térmico de fontes de carbono e silicio a altas temperaturas para facelas reaccionar e formar cerámica de carburo de silicio.
1. Preparación das materias primas. As materias primas do carburo de silicio sinterizado por reacción inclúen a fonte de carbono e a fonte de silicio. A fonte de carbono adoita ser negro de carbono ou un polímero que contén carbono, mentres que a fonte de silicio é sílice en po. Estas materias primas deben ser trituradas, cribadas e mesturadas para garantir un tamaño de partícula uniforme, controlando tamén a súa composición química para obter cerámicas de carburo de silicio de alta calidade durante o tratamento térmico.
2. Dar forma. Introducir as materias primas mesturadas no molde de moldeo para o moldeo. Existen moitos tipos de métodos de moldeo, entre os que se usan habitualmente o moldeo por prensado e o moldeo por inxección. O moldeo por prensado consiste na compresión do po de materia prima baixo presión para darlle forma, mentres que o moldeo por inxección consiste na mestura de materia prima cun adhesivo e pulverizala no molde a través dunha xiringa para darlle forma. Despois da conformación, é necesario realizar un tratamento de desmoldeo para retirar o lingote cerámico do molde.
3. Tratamento térmico. O corpo cerámico formado introdúcese no forno de tratamento térmico para a súa sinterización. O proceso de sinterización divídese en dúas etapas: a etapa de carbonización e a etapa de sinterización. Na etapa de carbonización, o corpo cerámico quéntase a unha temperatura elevada (xeralmente por riba dos 1600 °C) nunha atmosfera inerte, e a fonte de carbono reacciona coa fonte de silicio para producir carburo de silicio. Na etapa de sinterización, a temperatura elévase a unha temperatura máis alta (xeralmente por riba dos 1900 °C), o que provoca a recristalización e a densificación entre as partículas de carburo de silicio. Deste xeito, a densidade do corpo de carburo de silicio mellora aínda máis, mentres que a dureza e a resistencia ao desgaste tamén melloran significativamente.
4. Acabado. O corpo cerámico sinterizado necesita un acabado para obter a forma e o tamaño desexados. Os métodos de acabado inclúen a rectificación, o corte, a perforación, etc. Debido á dureza extremadamente alta do material de carburo de silicio, é difícil de acabar, o que require o uso de ferramentas de rectificación e equipos de procesamento de alta precisión.
En resumo, o proceso de produción de carburo de silicio sinterizado por reacción inclúe a preparación das materias primas, o moldeo, o tratamento térmico e o acabado. Entre eles, o paso clave é o proceso de tratamento térmico, cuxo control é crucial para obter materiais de carburo de silicio de alta calidade. É necesario controlar a temperatura, a atmosfera, o tempo de retención e outros factores do tratamento térmico para garantir que a reacción sexa suficiente, que a cristalización sexa completa e que a densidade sexa alta.
A vantaxe do proceso de produción de carburo de silicio sinterizado por reacción é que se poden preparar materiais cerámicos con alta dureza, alta resistencia, alta resistencia ao desgaste e alta estabilidade á temperatura. Este material non só ten excelentes propiedades mecánicas, senón tamén unha excelente resistencia á corrosión e propiedades a altas temperaturas. Os materiais de carburo de silicio pódense usar para fabricar diversas pezas de enxeñaría, selos mecánicos, dispositivos de tratamento térmico, cerámica de forno, etc. Ao mesmo tempo, os materiais de carburo de silicio tamén se poden usar en semicondutores, enerxía solar, materiais magnéticos e outros campos.
En resumo, a sinterización por reacción do carburo de silicio é un método importante para preparar materiais cerámicos de alto rendemento. O proceso de produción require un control preciso de cada elo para obter materiais de carburo de silicio de alta calidade. Os materiais de carburo de silicio sinterizados por reacción teñen excelentes propiedades mecánicas, resistencia á corrosión e propiedades a altas temperaturas, e teñen amplas perspectivas de aplicación en diversos campos industriais e científicos.
Data de publicación: 21 de xullo de 2023