Sinterizarea prin reacție a carburii de siliciu este o metodă importantă pentru producerea de materiale ceramice de înaltă performanță. Această metodă utilizează tratamentul termic al surselor de carbon și siliciu la temperaturi ridicate pentru a le face să reacționeze și să formeze ceramică din carbură de siliciu.
1. Pregătirea materiilor prime. Materiile prime pentru carbura de siliciu sinterizată prin reacție includ sursa de carbon și sursa de siliciu. Sursa de carbon este de obicei negrul de fum sau un polimer care conține carbon, în timp ce sursa de siliciu este silicea pulverulentă. Aceste materii prime trebuie zdrobite, cernute și amestecate pentru a asigura o dimensiune uniformă a particulelor, controlându-le în același timp compoziția chimică pentru a obține ceramică de carbură de siliciu de înaltă calitate în timpul tratamentului termic.
2. Formare. Introduceți materiile prime amestecate în matrița de turnare pentru turnare. Există multe tipuri de metode de turnare, cele mai utilizate fiind turnarea prin presare și turnarea prin injecție. Turnarea prin presare este comprimarea pulberii de materie primă sub presiune pentru a forma, în timp ce turnarea prin injecție este materia primă amestecată cu un adeziv, care este pulverizată în matriță printr-o seringă pentru a o forma. După formare, este necesar să se efectueze un tratament de demulare pentru a scoate țagla ceramică din matriță.
3. Tratament termic. Corpul ceramic format este introdus în cuptorul de tratament termic pentru sinterizare. Procesul de sinterizare este împărțit în două etape: etapa de carbonizare și etapa de sinterizare. În etapa de carbonizare, corpul ceramic este încălzit la o temperatură ridicată (de obicei peste 1600 °C) sub o atmosferă inertă, iar sursa de carbon reacționează cu sursa de siliciu pentru a produce carbură de siliciu. În etapa de sinterizare, temperatura este ridicată (de obicei peste 1900 °C), ceea ce provoacă recristalizarea și densificarea între particulele de carbură de siliciu. În acest fel, densitatea corpului de carbură de siliciu este îmbunătățită în continuare, în timp ce duritatea și rezistența la uzură sunt, de asemenea, semnificativ îmbunătățite.
4. Finisare. Corpul ceramic sinterizat trebuie finisat pentru a obține forma și dimensiunea dorite. Metodele de finisare includ șlefuirea, tăierea, găurirea etc. Datorită durității extrem de mari a materialului din carbură de siliciu, finisarea acestuia este dificilă, necesitând utilizarea unor scule de șlefuire și echipamente de prelucrare de înaltă precizie.
În concluzie, procesul de producție a carburii de siliciu sinterizate prin reacție include pregătirea materiilor prime, turnarea, tratamentul termic și finisarea. Printre acestea, etapa cheie este procesul de tratament termic, al cărui control este crucial pentru obținerea de materiale din carbură de siliciu de înaltă calitate. Este necesar să se controleze temperatura, atmosfera, timpul de menținere și alți factori ai tratamentului termic pentru a se asigura că reacția este suficientă, cristalizarea este completă și densitatea este ridicată.
Avantajul procesului de producție a carburii de siliciu prin sinterizare prin reacție este că pot fi preparate materiale ceramice cu duritate ridicată, rezistență ridicată, rezistență ridicată la uzură și stabilitate la temperaturi ridicate. Acest material nu numai că are proprietăți mecanice excelente, dar are și o rezistență excelentă la coroziune și proprietăți la temperaturi ridicate. Materialele din carbură de siliciu pot fi utilizate pentru fabricarea diverselor piese inginerești, etanșări mecanice, dispozitive de tratament termic, ceramică de cuptor și așa mai departe. În același timp, materialele din carbură de siliciu pot fi utilizate și în semiconductori, energie solară, materiale magnetice și alte domenii.
Pe scurt, sinterizarea prin reacție a carburii de siliciu este o metodă importantă pentru prepararea materialelor ceramice de înaltă performanță. Procesul de producție necesită un control fin al fiecărei verigi pentru a obține materiale din carbură de siliciu de înaltă calitate. Materialele din carbură de siliciu sinterizate prin reacție au proprietăți mecanice excelente, rezistență la coroziune și proprietăți la temperaturi ridicate și au perspective largi de aplicare în diverse domenii industriale și științifice.
Data publicării: 21 iulie 2023