Il carburo di silicio sinterizzato tramite reazione è un importante materiale ad alta temperatura, con elevata resistenza, elevata durezza, elevata resistenza all'usura, elevata resistenza alla corrosione e elevata resistenza all'ossidazione e altre eccellenti proprietà, è ampiamente utilizzato nei settori della meccanica, aerospaziale, chimico, energetico e in altri settori.
1. Preparazione delle materie prime
La preparazione delle materie prime di carburo di silicio per sinterizzazione reattiva avviene principalmente con carbone e polvere di silicio. Il carbone può essere utilizzato in una varietà di sostanze contenenti carbonio, come coke di carbone, grafite, carbone vegetale, ecc. La polvere di silicio viene solitamente selezionata con una granulometria di 1-5 μm, polvere di silicio ad alta purezza. Innanzitutto, carbone e polvere di silicio vengono miscelati in una certa proporzione, aggiungendo una quantità appropriata di legante e agente di scorrimento e mescolando uniformemente. La miscela viene quindi introdotta in un mulino a sfere per un'ulteriore miscelazione e macinazione uniforme fino a ottenere una granulometria inferiore a 1 μm.
2. Processo di stampaggio
Il processo di stampaggio è una delle fasi chiave nella produzione del carburo di silicio. I processi di stampaggio comunemente utilizzati sono lo stampaggio a pressione, lo stampaggio a iniezione e lo stampaggio statico. Lo stampaggio a pressione significa che la miscela viene inserita nello stampo e formata tramite pressione meccanica. Lo stampaggio a iniezione consiste nel mescolare la miscela con acqua o solvente organico, iniettarla nello stampo tramite una siringa sotto vuoto e formare il prodotto finito dopo il riposo. Lo stampaggio a pressione statica si riferisce allo stampaggio a pressione statica, in cui la miscela viene inserita nello stampo, sotto la protezione del vuoto o dell'atmosfera, solitamente a una pressione di 20-30 MPa.
3. Processo di sinterizzazione
La sinterizzazione è una fase fondamentale nel processo di produzione del carburo di silicio sinterizzato per reazione. La temperatura, il tempo di sinterizzazione, l'atmosfera di sinterizzazione e altri fattori influenzano le prestazioni del carburo di silicio sinterizzato per reazione. Generalmente, la temperatura di sinterizzazione del carburo di silicio sinterizzato per reazione è compresa tra 2000 e 2400 °C, il tempo di sinterizzazione è generalmente di 1-3 ore e l'atmosfera di sinterizzazione è solitamente inerte, come argon, azoto e così via. Durante la sinterizzazione, la miscela subirà una reazione chimica per formare cristalli di carburo di silicio. Allo stesso tempo, il carbonio reagirà anche con i gas presenti nell'atmosfera per produrre gas come CO e CO₂, che influenzeranno la densità e le proprietà del carburo di silicio. Pertanto, mantenere un'atmosfera di sinterizzazione e un tempo di sinterizzazione adeguati è molto importante per la produzione del carburo di silicio sinterizzato per reazione.
4. Processo di post-trattamento
Il carburo di silicio sinterizzato per reazione richiede un processo di post-trattamento dopo la produzione. I processi di post-trattamento più comuni includono lavorazione meccanica, rettifica, lucidatura, ossidazione e così via. Questi processi sono progettati per migliorare la precisione e la qualità superficiale del carburo di silicio sinterizzato per reazione. Tra questi, la rettifica e la lucidatura sono metodi di lavorazione comuni, che possono migliorare la finitura e la planarità della superficie del carburo di silicio. Il processo di ossidazione può formare uno strato di ossido che migliora la resistenza all'ossidazione e la stabilità chimica del carburo di silicio sinterizzato per reazione.
In breve, la produzione di carburo di silicio mediante sinterizzazione reattiva è un processo complesso che richiede la padronanza di una varietà di tecnologie e processi, tra cui la preparazione delle materie prime, il processo di stampaggio, il processo di sinterizzazione e il post-trattamento. Solo padroneggiando appieno queste tecnologie e processi è possibile produrre materiali in carburo di silicio sinterizzato per reazione di alta qualità, in grado di soddisfare le esigenze di diversi campi di applicazione.
Data di pubblicazione: 06-07-2023