Thiêu kết phản ứng silicon carbide là một phương pháp quan trọng để sản xuất vật liệu gốm hiệu suất cao. Phương pháp này sử dụng xử lý nhiệt các nguồn carbon và silicon ở nhiệt độ cao để khiến chúng phản ứng tạo thành gốm silicon carbide.
1. Chuẩn bị nguyên liệu thô. Nguyên liệu thô của silicon carbide phản ứng thiêu kết bao gồm nguồn carbon và nguồn silicon. Nguồn carbon thường là carbon đen hoặc polyme chứa carbon, trong khi nguồn silicon là silica dạng bột. Những nguyên liệu thô này cần được nghiền, sàng lọc và trộn để đảm bảo kích thước hạt đồng đều, đồng thời kiểm soát thành phần hóa học của chúng để thu được gốm silicon carbide chất lượng cao trong quá trình xử lý nhiệt.
2. Định hình. Cho nguyên liệu hỗn hợp vào khuôn đúc để đúc. Có nhiều loại phương pháp đúc, thường dùng là ép khuôn và ép phun. Ép khuôn là nén bột nguyên liệu dưới áp suất để tạo hình, trong khi ép phun là nguyên liệu trộn với chất kết dính, phun vào khuôn thông qua ống tiêm để tạo hình. Sau khi tạo hình, cần phải tiến hành xử lý tháo khuôn để lấy phôi gốm ra khỏi khuôn.
3. Xử lý nhiệt. Thân gốm đã hình thành được đưa vào lò xử lý nhiệt để thiêu kết. Quá trình thiêu kết được chia thành hai giai đoạn: giai đoạn cacbon hóa và giai đoạn thiêu kết. Ở giai đoạn cacbon hóa, thân gốm được nung nóng đến nhiệt độ cao (thường trên 1600 ° C) trong môi trường khí trơ và nguồn cacbon phản ứng với nguồn silic để tạo ra silic cacbua. Ở giai đoạn thiêu kết, nhiệt độ được nâng lên nhiệt độ cao hơn (thường trên 1900 ° C), gây ra sự kết tinh lại và cô đặc giữa các hạt silic cacbua. Theo cách này, mật độ của thân silic cacbua được cải thiện hơn nữa, trong khi độ cứng và khả năng chống mài mòn cũng được cải thiện đáng kể.
4. Hoàn thiện. Thân gốm thiêu kết cần được hoàn thiện để có được hình dạng và kích thước mong muốn. Các phương pháp hoàn thiện bao gồm mài, cắt, khoan, v.v. Do vật liệu silicon carbide có độ cứng cực cao nên rất khó hoàn thiện, đòi hỏi phải sử dụng các công cụ mài và thiết bị gia công có độ chính xác cao.
Tóm lại, quy trình sản xuất silicon carbide phản ứng thiêu kết bao gồm chuẩn bị nguyên liệu, đúc, xử lý nhiệt và hoàn thiện. Trong số đó, bước quan trọng nhất là quy trình xử lý nhiệt, việc kiểm soát quy trình này rất quan trọng để có được vật liệu silicon carbide chất lượng cao. Cần kiểm soát nhiệt độ, khí quyển, thời gian giữ và các yếu tố khác của quá trình xử lý nhiệt để đảm bảo phản ứng đủ, quá trình kết tinh hoàn chỉnh và mật độ cao.
Ưu điểm của quy trình sản xuất silicon carbide thiêu kết phản ứng là có thể chế tạo vật liệu gốm có độ cứng cao, độ bền cao, khả năng chống mài mòn cao và độ ổn định nhiệt độ cao. Vật liệu này không chỉ có tính chất cơ học tuyệt vời mà còn có khả năng chống ăn mòn và tính chất nhiệt độ cao tuyệt vời. Vật liệu silicon carbide có thể được sử dụng để sản xuất nhiều bộ phận kỹ thuật, phớt cơ khí, thiết bị xử lý nhiệt, gốm lò nung, v.v. Đồng thời, vật liệu silicon carbide cũng có thể được sử dụng trong các lĩnh vực bán dẫn, năng lượng mặt trời, vật liệu từ tính và các lĩnh vực khác.
Tóm lại, thiêu kết phản ứng silicon carbide là một phương pháp quan trọng để chế tạo vật liệu gốm hiệu suất cao. Quy trình sản xuất đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ từng liên kết để thu được vật liệu silicon carbide chất lượng cao. Vật liệu silicon carbide thiêu kết phản ứng có đặc tính cơ học tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn và đặc tính nhiệt độ cao, có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và khoa học.
Thời gian đăng: 21-07-2023