O carboneto de silício sinterizado por reação é um importante material de alta temperatura, com alta resistência, alta dureza, alta resistência ao desgaste, alta resistência à corrosão e alta resistência à oxidação e outras excelentes propriedades, sendo amplamente utilizado em máquinas, aeroespacial, indústria química, energia e outros campos.
1. Preparação da matéria-prima
A preparação de matérias-primas de carboneto de silício para sinterização reativa é feita principalmente com carbono e pó de silício. Dentre eles, o carbono pode ser usado em uma variedade de substâncias que contêm carbono, como coque de carvão, grafite, carvão vegetal, etc. O pó de silício é geralmente selecionado com um tamanho de partícula de 1 a 5 μm. Primeiramente, o carbono e o pó de silício são misturados em uma determinada proporção, adicionando-se uma quantidade adequada de ligante e agente de fluxo, e agitando uniformemente. A mistura é então colocada em um moinho de bolas para moagem de bolas para homogeneização e moagem até que o tamanho de partícula seja inferior a 1 μm.
2. Processo de moldagem
O processo de moldagem é uma das principais etapas na fabricação de carboneto de silício. Os processos de moldagem comumente utilizados são moldagem por prensagem, moldagem por injeção de argamassa e moldagem estática. A moldagem por prensagem significa que a mistura é colocada no molde e moldada por pressão mecânica. A moldagem por injeção de argamassa refere-se à mistura da mistura com água ou solvente orgânico, injetando-a no molde por meio de uma seringa sob vácuo e moldando o produto acabado após o repouso. A moldagem por pressão estática refere-se à mistura no molde, sob a proteção de vácuo ou atmosfera, para moldagem por pressão estática, geralmente a uma pressão de 20-30 MPa.
3. Processo de sinterização
A sinterização é uma etapa fundamental no processo de fabricação do carboneto de silício sinterizado por reação. A temperatura de sinterização, o tempo de sinterização, a atmosfera de sinterização e outros fatores afetam o desempenho do carboneto de silício sinterizado por reação. Geralmente, a temperatura de sinterização do carboneto de silício sinterizado por reação está entre 2000-2400°C, o tempo de sinterização é geralmente de 1 a 3 horas e a atmosfera de sinterização é geralmente inerte, como argônio, nitrogênio e assim por diante. Durante a sinterização, a mistura sofre uma reação química para formar cristais de carboneto de silício. Ao mesmo tempo, o carbono também reage com gases na atmosfera para produzir gases como CO e CO2, o que afeta a densidade e as propriedades do carboneto de silício. Portanto, manter uma atmosfera de sinterização e um tempo de sinterização adequados é muito importante para a fabricação de carboneto de silício sinterizado por reação.
4. Processo de pós-tratamento
O carboneto de silício sinterizado por reação requer um processo de pós-tratamento após a fabricação. Os processos comuns de pós-tratamento incluem usinagem, retificação, polimento e oxidação, entre outros. Esses processos visam melhorar a precisão e a qualidade da superfície do carboneto de silício sinterizado por reação. Dentre eles, o processo de retificação e polimento é um método de processamento comum, que pode melhorar o acabamento e a planicidade da superfície do carboneto de silício. O processo de oxidação pode formar uma camada de óxido para aumentar a resistência à oxidação e a estabilidade química do carboneto de silício sinterizado por reação.
Em suma, a fabricação de carboneto de silício por sinterização reativa é um processo complexo que exige o domínio de uma variedade de tecnologias e processos, incluindo a preparação da matéria-prima, o processo de moldagem, o processo de sinterização e o processo de pós-tratamento. Somente com o domínio completo dessas tecnologias e processos é possível produzir materiais de carboneto de silício sinterizados por reação de alta qualidade para atender às necessidades de diversos campos de aplicação.
Horário da publicação: 06/07/2023