Reakčne spekaný karbid kremíka je dôležitý vysokoteplotný materiál s vysokou pevnosťou, vysokou tvrdosťou, vysokou odolnosťou proti opotrebovaniu, vysokou odolnosťou proti korózii a vysokou oxidačnou odolnosťou a ďalšími vynikajúcimi vlastnosťami, ktorý sa široko používa v strojárstve, leteckom priemysle, chemickom priemysle, energetike a ďalších oblastiach.
1. Príprava surovín
Suroviny na prípravu reaktívneho spekania karbidu kremíka pozostávajú hlavne z uhlíkového a kremíkového prášku, pričom uhlík sa môže použiť v rôznych látkach obsahujúcich uhlík, ako je uhoľný koks, grafit, drevené uhlie atď. Kremíkový prášok sa zvyčajne vyberá ako vysoko čistý kremíkový prášok s veľkosťou častíc 1 až 5 μm. Najprv sa uhlíkový a kremíkový prášok zmiešajú v určitom pomere, pridá sa príslušné množstvo spojiva a prostriedku na úpravu toku a rovnomerne sa premieša. Zmes sa potom vloží do guľového mlyna na ďalšie rovnomerné miešanie a mletie, kým veľkosť častíc nedosiahne menej ako 1 μm.
2. Proces formovania
Proces lisovania je jedným z kľúčových krokov pri výrobe karbidu kremíka. Bežne používané procesy lisovania sú lisovanie lisovaním, injektážne lisovanie a statické lisovanie. Lisovanie znamená, že zmes sa vloží do formy a tvaruje sa mechanickým tlakom. Injektážne lisovanie znamená zmiešanie zmesi s vodou alebo organickým rozpúšťadlom, jej vstreknutie do formy pomocou striekačky vo vákuu a tvarovanie hotového výrobku po stání. Statické tlakové lisovanie znamená vloženie zmesi do formy pod ochranou vákua alebo atmosféry pre statické tlakové lisovanie, zvyčajne pri tlaku 20 – 30 MPa.
3. Proces spekania
Spekanie je kľúčovým krokom vo výrobnom procese reakčne spekaného karbidu kremíka. Teplota spekania, čas spekania, spekacia atmosféra a ďalšie faktory ovplyvňujú výkon reakčne spekaného karbidu kremíka. Vo všeobecnosti je teplota spekania reaktívne spekaného karbidu kremíka medzi 2000 – 2400 ℃, čas spekania je zvyčajne 1 – 3 hodiny a spekacia atmosféra je zvyčajne inertná, ako je argón, dusík atď. Počas spekania zmes prechádza chemickou reakciou za vzniku kryštálov karbidu kremíka. Zároveň uhlík reaguje s plynmi v atmosfére za vzniku plynov, ako je CO a CO2, ktoré ovplyvňujú hustotu a vlastnosti karbidu kremíka. Preto je udržiavanie vhodnej spekacej atmosféry a času spekania veľmi dôležité pre výrobu reakčne spekaného karbidu kremíka.
4. Proces následnej úpravy
Reakčne spekaný karbid kremíka vyžaduje po výrobe proces dodatočnej úpravy. Bežné procesy dodatočnej úpravy sú obrábanie, brúsenie, leštenie, oxidácia atď. Tieto procesy sú navrhnuté tak, aby zlepšili presnosť a kvalitu povrchu reakčne spekaného karbidu kremíka. Brúsenie a leštenie je medzi nimi bežnou metódou spracovania, ktorá môže zlepšiť povrchovú úpravu a rovinnosť karbidu kremíka. Oxidačný proces môže vytvoriť oxidovú vrstvu, ktorá zvyšuje odolnosť voči oxidácii a chemickú stabilitu reakčne spekaného karbidu kremíka.
Stručne povedané, výroba karbidu kremíka reaktívnym spekaním je zložitý proces, ktorý si vyžaduje zvládnutie rôznych technológií a procesov vrátane prípravy surovín, procesu formovania, procesu spekania a procesu následnej úpravy. Iba komplexným zvládnutím týchto technológií a procesov je možné vyrobiť vysokokvalitné reaktívne spekané materiály z karbidu kremíka, ktoré spĺňajú potreby rôznych oblastí použitia.
Čas uverejnenia: 6. júla 2023