Seramik carbure Silisyòm (SiC) yo te lajman itilize depi lontan nan divès domèn fabrikasyon avanse akòz gwo dite yo, gwo fòs yo, ti koyefisyan ekspansyon tèmik yo, gwo konduktivite tèmik yo, bon estabilite chimik yo, ekselan rezistans chòk tèmik ak rezistans oksidasyon. Anplis karakteristik seramik carbure Silisyòm ki mansyone pi wo yo, seramik carbure Silisyòm pore, ak estrikti pore mikwoskopik inik yo, gen gwo pèspektiv aplikasyon nan domèn tankou metaliji, jeni chimik, pwoteksyon anviwònman ak enèji, elaji anpil dimansyon aplikasyon seramik carbure Silisyòm yo.
Pwopriyete espesyal yo nanseramik carbure silikon poresitou benefisye de estrikti pore inik yo a, ki gen ladan porosit, gwosè ak distribisyon pò, ak fòm pò, elatriye. Se poutèt sa, li nesesè pou kontwole porosit li, gwosè ak distribisyon pò, ansanm ak fòm pò yo atravè metòd preparasyon an pou jwenn estrikti pore ki vle a. Se poutèt sa, metòd preparasyon li yo te toujou sant rechèch moun yo. Atik sa a sitou revize pwogrè rechèch nan metòd preparasyon seramik carbure silikon pore nan peyi a ak aletranje nan dènye ane yo.
1. Metòd fizik
Metòd fizik la refere a lefèt ke vid ki genyen nan seramik carbure silikon pore yo koze pa yon seri fenomèn fizik pandan pwosesis preparasyon an, san reyaksyon chimik oswa jenerasyon nouvo sibstans. Mekanis prensipal la se fòme yon estrikti pore lè yo konte sou vid ki rete pa kontraksyon tèmik sibstans solid yo, evaporasyon faz likid la, ak siblimasyon dirèk faz solid la. Metòd komen yo enkli metòd anpileman patikil, metòd siye-konjelasyon, metòd sol-jèl, elatriye. Teknoloji enprime 3D ki parèt nan dènye ane yo kapab itilize tou pou enprime dirèkteman ak prepare estrikti pore.
1.1 Metòd anpileman patikil
Metòd sinterizasyon pa anbalaj patikil la se fason ki pi senp pou prepare seramik carbure silikon pore. Prensip metòd sa a se itilize pèfòmans sinterizasyon patikil seramik yo menm pou fòme kou sinterizasyon ant diferan patikil SiC, kidonk pèmèt akimilasyon patikil la pou fòme seramik pore. Pou bese tanperati sinterizasyon an, anjeneral yo ajoute yon sèten kantite lyan ki gen yon pwen fizyon ki pi ba pou fòme yon koneksyon ant diferan patikil SiC yo. Piske tout porositë yo nan metòd sinterizasyon pa anbalaj patikil la transfòme soti nan espas anbalaj ki genyen ant patikil SiC yo, yo ka kontwole porositë ak gwosè porositë seramik pore fini an lè yo chanje gwosè poud lan, kalite ak kantite lyan ki ajoute a, ak paramèt sinterizasyon yo.
Preparasyon seramik carbure silikon pore pa metòd anpileman patikil la pa mande pou ajoute lòt ajan ki fòme pò. Pwosesis la senp epi relativman fasil pou kontwole. Sepandan, porosit seramik pore ki prepare pa metòd sa a jeneralman ba. Fòm, gwosè pò ak porosit pò yo sitou detèmine pa fòm, gwosè patikil ak distribisyon patikil matyè premyè yo, ansanm ak degre sinterizasyon an.
1.2 Metòd siye pa jèl
Siye glase se yon metòd ki enplike melanje agregat seramik inifòmman avèk dlo oswa solvang òganik an prezans yon kantite apwopriye dispèsan oswa lyan pou fòme yon sispansyon. Apre sa, yo vide sispansyon byen melanje a nan yon mwazi epi yo konjele li rapidman nan tanperati ki ba, sa ki pèmèt matris faz likid la solidifye rapidman pou l vin solid. Apre sa, yo siblime faz solid ki solidifye a epi retire li atravè yon rediksyon presyon oswa yon tretman siye vakyòm. Metòd sa a se pou jwenn yon kò vèt ak estrikti porosit ki ranje nan direksyon ki rete anndan sispansyon an epi finalman sinterize li pou pwodui seramik pore silikòn karbid.
1.3 Metòd Enpresyon 3D
Metòd enprime 3D pou prepare seramik carbure silikon pore a se yon nouvo kalite pwosesis preparasyon ki te devlope nan dènye ane yo. Pwosesis sa a baze sou yon modèl done twa dimansyon ki fèt avèk èd asistans òdinatè. Atravè tèt enprime a, yo flite lyan an pou anpile poud matyè premyè a kouch pa kouch nan yon estrikti rezo twa dimansyon. Konbinezon enprime 3D ak pwosesis sinterizasyon reyaksyon an ka reyalize fabrikasyon san mwazi ak fòmasyon seramik ki gen fòm konplèks ki prèske menm gwosè nèt.
Metòd enprime 3D pou prepare seramik carbure silikon pore a prezante yon pwosesis fòmasyon senp, yon efikasite preparasyon ak pwosesis ki wo, epi li pa bezwen mwazi. Li pa sèlman ka itilize pou prepare seramik carbure silikon pore ak fòm konplèks, mikwostrikti inifòm ak bon koneksyon pò, men tou, porosit ak gwosè pò seramik pore yo ka kontwole epi ajiste. Sepandan, metòd sa a toujou nan etap rechèch eksploratwa kounye a, epi paramèt pwosesis yo toujou bezwen optimize plis. Anplis de sa, metòd sa a difisil pou prepare seramik carbure silikon pore ki gen gwo rezistans nan yon sèl etap. Li mande asistans lòt pwosesis pou pwodui pwodwi yo vle yo, sa ki lakòz depans relativman wo.
1.4 Kimaj
Metòd bòdi kim lan enplike ajoute gaz oswa sibstans ki ka pwodui gaz atravè pwosesis ki vin apre nan kò seramik vèt la oswa prekisè a, epi answit sinterize li pou jwenn seramik pore silikon kabid. Kontrèman ak lòt metòd preparasyon yo, metòd kim lan se yon pwosesis efikas pou prepare seramik selil fèmen.
2. Metòd Chimik
Metòd chimik la refere a lefèt ke estrikti pore nan seramik carbure Silisyòm pore yo fòme pa dekonpozisyon oswa reyaksyon sèl inòganik oswa sibstans òganik ajoute, ki kite espas vid nan pozisyon orijinal yo. Metòd chimik komen pou prepare seramik carbure Silisyòm pore yo enkli metòd adisyon ajan ki fòme pò, metòd enpregnasyon kim òganik, ak metòd modèl byolojik, elatriye.
2.1 Enpregnasyon Kim Òganik
Metòd enpregnasyon kim òganik la enplike itilizasyon kim òganik kòm yon modèl, kouvri melanj seramik prepare a respèktivman sou modèl la oubyen plonje modèl la nan melanj lan pou retire lè a, pou asire melanj lan kole respèktivman sou modèl kim òganik la. Apre sa, atravè siye ak sinterizasyon nan tanperati ki wo, modèl òganik la retire, konsa jwenn seramik pore.
Pi gwo dezavantaj metòd sa a se ke li pa kapab pwodui pwodwi ki gen ti pò ak porosit fèmen. Fòm nan limite epi pèfòmans prefòm nan afekte anpil pa matyè premyè yo. Dansite ak fòs materyèl seramik pore yo prepare yo difisil tou pou kontwole.
2.2 Metòd pou ajoute ajan ki fòme pò
Preparasyon seramik carbure Silisyòm pore yo lè yo ajoute ajan ki fòme pò enplike ajoute ajan ki fòme pò nan poud carbure Silisyòm oswa prekisè yo, epi answit retire ajan ki fòme pò yo atravè pwosesis ki vin apre yo. Kòm rezilta, pozisyon ajan ki fòme pò yo te okipe okòmansman fòme pò, epi answit chofaj ak sinterizasyon fèt pou fòme seramik pore. Se poutèt sa, chanje kalite ak dòz ajan ki fòme pò yo ka fasilman kontwole porosit, mòfoloji pò, gwosè pò ak distribisyon seramik pore fini an. Kalite ajan ki fòme pò yo trè vaste, ki gen ladan polymère òganik natirèl oswa sentetik, likid, sèl, seramik oswa lòt poud, elatriye. Pwosesis pou retire diferan ajan ki fòme pò yo varye. Ajan ki fòme pò polymère òganik yo anjeneral retire pa chofaj ak dekonpozisyon, ajan ki fòme pò likid yo ka retire pa kristalizasyon ak siblimasyon, sèl yo ka retire pa filtrasyon dlo, epi poud seramik yo ka retire pa filtrasyon solisyon ki apwopriye.
2.3 Metòd Modèl Byolojik
Estrikti pò mikwoskopik nan byomateryèl yo siyifikativman diferan de sa ki nan materyèl sentetik yo. Akòz estrikti inik li, preparasyon materyèl seramik pore ak estrikti menm jan an lè l sèvi avèk òganis kòm modèl te resevwa anpil atansyon [10]. Metòd modèl byolojik la ak metòd enpregnasyon kim òganik la pataje resanblans. Metòd enpregnasyon kim òganik la itilize eponj atifisyèl kòm modèl, alòske metòd modèl byolojik la itilize òganis natirèl kòm modèl.
Metòd modèl byolojik pou prepare seramik carbure Silisyòm pore a gen avantaj yon pwosesis senp epi yon pri ki ba. Li ka pwodui seramik ki gen fòm konplèks epi li ka repwodui estrikti materyèl byolojik natirèl yo nan pi gwo mezi posib. Sepandan, modèl byolojik la gen tandans pou fann pandan pwosesis karbonizasyon tanperati ki wo a, sa ki gen yon enpak siyifikatif sou pwopriyete mekanik seramik carbure Silisyòm pore yo. Anplis, estrikti pò seramik carbure Silisyòm pore ki prepare a depann sitou de mikwoestrikti modèl byolojik la li menm, epi kapasite konsepsyon li pòv. Anplis de sa, metòd sa a gen kèk dezavantaj tou, tankou yon efikasite konvèsyon SiC ki relativman ba, kouch reyaksyon SiC a fasil pou retire, ak yon sik preparasyon ki long.
Dat piblikasyon: 22 Jiyè 2025