Reactiegesinterd siliciumcarbide is een belangrijk materiaal voor hoge temperaturen, met een hoge sterkte, hoge hardheid, hoge slijtvastheid, hoge corrosiebestendigheid en hoge oxidatiebestendigheid, en andere uitstekende eigenschappen. Het wordt veelvuldig gebruikt in de machinebouw, lucht- en ruimtevaart, chemische industrie, energiesector en andere sectoren.
1. Voorbereiding van de grondstoffen
De grondstoffen voor reactief sinteren van siliciumcarbide bestaan hoofdzakelijk uit koolstof en siliciumpoeder. Voor de koolstof kan een verscheidenheid aan koolstofhoudende stoffen worden gebruikt, zoals cokes, grafiet, houtskool, enz., en voor het siliciumpoeder wordt doorgaans gekozen voor een zeer zuiver siliciumpoeder met een deeltjesgrootte van 1-5 μm. Eerst worden het koolstof- en siliciumpoeder in een bepaalde verhouding gemengd, waarna een geschikte hoeveelheid bindmiddel en vloeimiddel wordt toegevoegd en gelijkmatig geroerd. Het mengsel wordt vervolgens in een kogelmolen gedaan voor verder uniform mengen en vermalen totdat de deeltjesgrootte kleiner is dan 1 μm.
2. Vormproces
Het vormproces is een van de belangrijkste stappen in de productie van siliciumcarbide. Veelgebruikte vormprocessen zijn persvormen, injectievormen en statisch vormen. Bij persvormen wordt het mengsel in de mal gedaan en onder mechanische druk gevormd. Injectievormen houdt in dat het mengsel met water of een organisch oplosmiddel wordt gemengd, onder vacuüm met een spuit in de mal wordt geïnjecteerd en na een tijdje rusten het eindproduct wordt gevormd. Bij statisch persvormen wordt het mengsel in de mal gedaan onder vacuüm of in een atmosfeer, meestal met een druk van 20-30 MPa.
3. Sinterproces
Sinteren is een cruciale stap in het productieproces van reactiegesinterd siliciumcarbide. De sintertemperatuur, sintertijd, sinteratmosfeer en andere factoren beïnvloeden de prestaties van reactiegesinterd siliciumcarbide. Over het algemeen ligt de sintertemperatuur voor reactiegesinterd siliciumcarbide tussen 2000 en 2400 °C, de sintertijd bedraagt doorgaans 1 tot 3 uur en de sinteratmosfeer is meestal inert, zoals argon, stikstof, enzovoort. Tijdens het sinteren ondergaat het mengsel een chemische reactie waarbij siliciumcarbidekristallen worden gevormd. Tegelijkertijd reageert koolstof ook met gassen in de atmosfeer, waarbij gassen zoals CO en CO2 ontstaan, die de dichtheid en eigenschappen van siliciumcarbide beïnvloeden. Het handhaven van een geschikte sinteratmosfeer en sintertijd is daarom van groot belang voor de productie van reactiegesinterd siliciumcarbide.
4. Nazorgproces
Reactiegesinterd siliciumcarbide vereist na de productie een nabewerking. Veelvoorkomende nabewerkingen zijn machinale bewerking, slijpen, polijsten, oxideren, enzovoort. Deze processen zijn bedoeld om de precisie en oppervlaktekwaliteit van reactiegesinterd siliciumcarbide te verbeteren. Slijpen en polijsten is een veelgebruikte bewerkingsmethode die de afwerking en vlakheid van het siliciumcarbideoppervlak kan verbeteren. Oxidatie kan een oxidelaag vormen die de oxidatieweerstand en chemische stabiliteit van reactiegesinterd siliciumcarbide verhoogt.
Kortom, de productie van reactief gesinterd siliciumcarbide is een complex proces dat beheersing vereist van diverse technologieën en processen, waaronder de voorbereiding van de grondstoffen, het vormproces, het sinterproces en de nabewerking. Alleen door deze technologieën en processen volledig te beheersen, kunnen hoogwaardige reactief gesinterde siliciumcarbide materialen worden geproduceerd die voldoen aan de eisen van diverse toepassingsgebieden.
Geplaatst op: 06-07-2023