Реакційне спікання карбіду кремнію є важливим методом виробництва високоефективних керамічних матеріалів. Цей метод використовує термічну обробку джерел вуглецю та кремнію за високих температур, щоб привести їх до реакції з утворенням кераміки на основі карбіду кремнію.
1. Підготовка сировини. Сировиною для реакційно-спеченого карбіду кремнію є джерело вуглецю та джерело кремнію. Джерелом вуглецю зазвичай є сажа або вуглецевмісний полімер, а джерелом кремнію – порошкоподібний кремнезем. Цю сировину необхідно подрібнювати, просіювати та змішувати для забезпечення однорідного розміру частинок, а також контролювати її хімічний склад для отримання високоякісної карбідкремнієвої кераміки під час термічної обробки.
2. Формування. Помістіть змішану сировину у форму для лиття. Існує багато видів методів лиття, найчастіше використовуються пресове лиття та лиття під тиском. Пресове лиття - це стиснення порошку сировини під тиском для формування, тоді як лиття під тиском - це змішування сировини з клеєм, його розпилення у форму за допомогою шприца для формування. Після формування необхідно провести обробку зняття керамічної заготовки з форми.
3. Термічна обробка. Сформоване керамічне тіло поміщають у піч для термічної обробки для спікання. Процес спікання поділяється на два етапи: етап карбонізації та етап спікання. На етапі карбонізації керамічне тіло нагрівають до високої температури (зазвичай вище 1600 °C) в інертній атмосфері, і джерело вуглецю реагує з джерелом кремнію, утворюючи карбід кремнію. На етапі спікання температура підвищується до вищої температури (зазвичай вище 1900 °C), що викликає перекристалізацію та ущільнення між частинками карбіду кремнію. Таким чином, щільність тіла карбіду кремнію додатково покращується, а також значно підвищуються твердість та зносостійкість.
4. Оздоблення. Спечене керамічне тіло потребує оздоблення для отримання бажаної форми та розміру. Методи оздоблення включають шліфування, різання, свердління тощо. Через надзвичайно високу твердість карбіду кремнію його важко оздоблювати, що вимагає використання високоточних шліфувальних інструментів та обробного обладнання.
Підсумовуючи, процес виробництва реакційно-спеченого карбіду кремнію включає підготовку сировини, формування, термічну обробку та фінішну обробку. Серед них ключовим етапом є процес термічної обробки, контроль якого має вирішальне значення для отримання високоякісних карбід-кремнієвих матеріалів. Необхідно контролювати температуру, атмосферу, час витримки та інші фактори термічної обробки, щоб забезпечити достатність реакції, повноту кристалізації та високу щільність.
Перевагою процесу виробництва карбіду кремнію реакційним спіканням є те, що можна отримати керамічні матеріали з високою твердістю, міцністю, зносостійкістю та стійкістю до високих температур. Цей матеріал має не тільки чудові механічні властивості, але й відмінну корозійну стійкість та стійкість до високих температур. Карбід кремнієві матеріали можна використовувати для виготовлення різних інженерних деталей, механічних ущільнень, пристроїв для термообробки, кераміки для печей тощо. Водночас карбід кремнієві матеріали також можна використовувати в напівпровідниках, сонячній енергетиці, магнітних матеріалах та інших галузях.
Коротко кажучи, реакційне спікання карбіду кремнію є важливим методом отримання високоефективних керамічних матеріалів. Виробничий процес вимагає точного контролю кожної ланки для отримання високоякісних карбід-кремнієвих матеріалів. Реакційно спечені карбід-кремнієві матеріали мають чудові механічні властивості, стійкість до корозії та високих температур, а також мають широкі перспективи застосування в різних промислових та наукових галузях.
Час публікації: 21 липня 2023 р.