תהליך ייצור של סיליקון קרביד סינטור ריאקטיבי

סיליקון קרביד מסונטר בתגובה הוא חומר חשוב לטמפרטורה גבוהה, בעל חוזק גבוה, קשיות גבוהה, עמידות גבוהה בפני שחיקה, עמידות גבוהה בפני קורוזיה ועמידות גבוהה לחמצון ותכונות מצוינות אחרות, והוא נמצא בשימוש נרחב במכונות, תעופה וחלל, בתעשייה הכימית, באנרגיה ובתחומים אחרים.

 

1. הכנת חומרי גלם

חומרי הגלם של סיליקון קרביד לסינטור ריאקטיבי מורכבים בעיקר מפחמן ואבקת סיליקון. ניתן להשתמש בפחמן למגוון חומרים המכילים פחמן, כגון קוק פחם, גרפיט, פחם וכו'. אבקת סיליקון נבחרת בדרך כלל בגודל חלקיקים של 1-5 מיקרומטר ואבקת סיליקון טוהר גבוהה. ראשית, מעורבבים הפחמן ואבקת הסיליקון ביחס מסוים, מוסיפים כמות מתאימה של חומר קשירה וחומר זרימה, ומערבבים באופן שווה. לאחר מכן, התערובת מוכנסת לטחנת כדורים לטחינה כדורית להמשך ערבוב אחיד וטחינה עד שגודל החלקיקים קטן מ-1 מיקרומטר.

2. תהליך יציקה

תהליך היציקה הוא אחד השלבים המרכזיים בייצור סיליקון קרביד. תהליכי יציקה נפוצים הם יציקה בלחץ, יציקה בדייסה ויציקה סטטית. יציקה בלחץ פירושה שהתערובת מוכנסת לתבנית ונוצרת באמצעות לחץ מכני. יציקה בדייסה מתייחסת לערבוב התערובת עם מים או ממס אורגני, הזרקתה לתבנית באמצעות מזרק בתנאי ואקום, ויצירת המוצר המוגמר לאחר העמידה. יציקה בלחץ סטטי מתייחסת להכנסת התערובת לתבנית, תחת הגנה של ואקום או אטמוספירה ליציקה בלחץ סטטי, בדרך כלל בלחץ של 20-30MPa.

3. תהליך סינטור

סינטור הוא שלב מפתח בתהליך הייצור של סיליקון קרביד מסונטר בתגובה. טמפרטורת הסינטור, זמן הסינטור, אווירת הסינטור וגורמים אחרים ישפיעו על ביצועי הסיליקון קרביד המסונטר בתגובה. באופן כללי, טמפרטורת הסינטור של סיליקון קרביד מסונטר בתגובה היא בין 2000-2400 ℃, זמן הסינטור הוא בדרך כלל 1-3 שעות, ואווירת הסינטור היא בדרך כלל אינרטית, כגון ארגון, חנקן וכן הלאה. במהלך הסינטור, התערובת תעבור תגובה כימית ליצירת גבישי סיליקון קרביד. במקביל, פחמן יגיב גם עם גזים באטמוספירה ולייצר גזים כגון CO ו-CO2, אשר ישפיעו על הצפיפות והתכונות של סיליקון קרביד. לכן, שמירה על אווירת סינטור וזמן סינטור מתאימים חשובים מאוד לייצור סיליקון קרביד מסונטר בתגובה.

4. תהליך לאחר הטיפול

סיליקון קרביד מסונטר בתגובה דורש תהליך טיפול לאחר הייצור. תהליכי טיפול נפוצים לאחר ייצור הם עיבוד שבבי, השחזה, ליטוש, חמצון וכן הלאה. תהליכים אלה נועדו לשפר את הדיוק ואיכות פני השטח של סיליקון קרביד מסונטר בתגובה. ביניהם, תהליך ההשחזה והליטוש הוא שיטת עיבוד נפוצה, שיכולה לשפר את הגימור והשטוחות של פני השטח של סיליקון קרביד. תהליך החמצון יכול ליצור שכבת תחמוצת כדי לשפר את עמידות החמצון והיציבות הכימית של סיליקון קרביד מסונטר בתגובה.

בקיצור, ייצור סיליקון קרביד באמצעות סינטור ריאקטיבי הוא תהליך מורכב, הדורש שליטה במגוון טכנולוגיות ותהליכים, כולל הכנת חומרי גלם, תהליך יציקה, תהליך סינטור ותהליך טיפול לאחר מכן. רק על ידי שליטה מקיפה בטכנולוגיות ובתהליכים אלה ניתן לייצר חומרי סיליקון קרביד באיכות גבוהה המעובדים באמצעות סינטור ריאקטיבי כדי לענות על הצרכים של תחומי יישום שונים.