רעאַקציע סינטערינג און דרוקלאָז סינטערינג סיליקאָן קאַרבייד קעראַמיק צוגרייטונג פּראָצעס

רעאַקציע סינטערינג

די רעאַקציע סינטערינגסיליקאָן קאַרבייד קעראַמיקפּראָדוקציע פּראָצעס כולל קעראַמיק קאָמפּאַקטינג, סינטערינג פלאַקס ינפילטריישאַן אַגענט קאָמפּאַקטינג, רעאַקציע סינטערינג קעראַמיק פּראָדוקט צוגרייטונג, סיליקאָן קאַרבייד האָלץ קעראַמיק צוגרייטונג און אנדערע סטעפּס.

רעאַקציע סינטערינג סיליקאָן קאַרבייד נאָזל

ערשטנס, 80-90% פון קעראַמיש פּודער (צוזאַמען מיט איין אָדער צוויי פּודערס פוןסיליקאָן קאַרבייד פּודעראון באָר קאַרבייד פּודער), 3-15% פון טשאַד מקור פּודער (צוזאַמעןגעשטעלט פון איין אָדער צוויי פון טשאַד שוואַרץ און פענאָליק רעזין) און 5-15% פון פורעם אַגענט (פענאָליק רעזין, פּאָליעטילען גליקאָל, הידראָקסימעטיל סעליאַלאָוס אָדער פּאַראַפין) ווערן געמישט גלייַך מיט אַ פּילקע מיל צו באַקומען אַ געמישט פּודער, וואָס איז שפּריץ געטריקנט און גראַניאַלייטיד, און דאַן געדריקט אין אַ פורעם צו באַקומען אַ קעראַמיש קאָמפּאַקט מיט פאַרשידענע ספּעציפיש שאַפּעס.
צווייטנס, 60-80% סיליקאָן פּודער, 3-10% סיליקאָן קאַרבייד פּודער און 37-10% באָראָן ניטריד פּודער ווערן געמישט גלייך, און געפּרעסט אין אַ פורעם צו באַקומען אַ סינטערינג פלאַקס ינפילטריישאַן אַגענט קאָמפּאַקט.
דער קעראַמישער קאָמפּאַקט און דער סינטערטער אינפֿילטראַנט קאָמפּאַקט ווערן דעמאָלט צוזאַמענגעשטאַפּלט, און די טעמפּעראַטור ווערט געהויבן צו 1450-1750℃ אין אַ וואַקוום אויוון מיט אַ וואַקוום גראַד פון נישט ווייניקער ווי 5×10-1 Pa פֿאַר סינטערינג און היץ קאָנסערוואַציע פֿאַר 1-3 שעה צו באַקומען אַ רעאַקציע סינטערטער קעראַמישער פּראָדוקט. די אינפֿילטראַנט רעשטלעך אויף דער ייבערפלאַך פון דער סינטערטער קעראַמישער ווערט אַוועקגענומען דורך קלאַפּן צו באַקומען אַ געדיכטע קעראַמישע בויגן, און די אָריגינעלע פֿאָרעם פון דער קאָמפּאַקט ווערט געהאַלטן.
צום סוף, ווערט דער רעאקציע סינטערינג פראצעס אנגענומען, דאס הייסט, פליסיגע סיליקאן אדער סיליקאן צומיש מיט רעאקציע אקטיוויטעט ביי הויכע טעמפעראטור אינפילטרירט אריין אין דעם פארעזן קעראמישן ליידיגן מאַטעריאַל וואס אנטהאלט קוילן אונטער דער אקציע פון ​​קאפילארער קראפט, און רעאגירט מיטן קוילן מאַטעריאַל דערין צו פארמירן סיליקאן קארבייד, וואס וועט זיך אויסברייטערן אין פארנעם, און די איבעריגע פארן ווערן געפילט מיט עלעמענטארן סיליקאן. דער פארעזער קעראמישער ליידיגן מאַטעריאַל קען זיין ריין קוילן מאַטעריאַל אדער סיליקאן קארבייד/קוילן מאַטעריאַל-באזירט קאמפאזיט מאַטעריאַל. דער ערשטער ווערט באקומען דורך קאַטאַליטישן קיורינג און פּיראָליזירן אן ארגאנישן רעזין, א פארן פארמער און א סאָלווענט. דער לעצטער ווערט באקומען דורך פּיראָליזירן סיליקאן קארבייד פּאַרטיקלען/רעזין-באזירטע קאמפאזיט מאַטעריאַלן צו באקומען סיליקאן קארבייד/קוילן מאַטעריאַל-באזירטע קאמפאזיט מאַטעריאַלן, אדער דורך ניצן α-SiC און קוילן פּודער ווי סטאַרטינג מאַטעריאַלן און ניצן א פּרעסינג אדער אינדזשעקשאַן מאָלדינג פּראָצעס צו באקומען דעם קאמפאזיט מאַטעריאַל.

דרוקלאָז סינטערינג

דער דרוקלאָזער סינטערינג פּראָצעס פון סיליקאָן קאַרבייד קען צעטיילט ווערן אין האַרטע-פאַזע סינטערינג און פליסיקע-פאַזע סינטערינג. אין די לעצטע יאָרן, די פאָרשונג אויףסיליקאָן קאַרבייד קעראַמיקאין שטוב און אין אויסלאנד האט זיך דער עיקר פאקוסירט אויף פליסיק-פאזע סינטערינג. דער קעראמישער צוגרייטונג פראצעס איז: געמישטע מאטעריאלן קוגל מילינג–>שפריץ גראניולאציע–>טרוקענע פרעסינג–>גרין באדי סאלידיפיקאציע–>וואקוום סינטערינג.

דרוקלאָזע סינטערטע סיליקאָן קאַרבייד פּראָדוקטן

לייגט צו 96-99 טיילן סיליקאָן קאַרבייד אולטראַפיין פּודער (50-500 נם), 1-2 טיילן באָראָן קאַרבייד אולטראַפיין פּודער (50-500 נם), 0.2-1 טיילן נאַנאָ-טיטאַניום באָריד (30-80 נם), 10-20 טיילן וואַסער-סאַליאַבאַל פענאָליק רעזין, און 0.1-0.5 טיילן הויך-עפעקטיווקייַט דיספּערסאַנט צו די פּילקע מיל פֿאַר פּילקע מילינג און מישונג פֿאַר 24 שעה, און לייגט די געמישטע שלייַם אין אַ מיש פאַס פֿאַר מישן פֿאַר 2 שעה צו באַזייַטיקן בלאָזן אין די שלייַם.
די אויבנדערמאנטע געמיש ווערט געשפריצט ​​אין דעם גראַניאַליישאַן טורעם, און דער גראַניאַליישאַן פּודער מיט גוטער פּאַרטיקל מאָרפאָלאָגיע, גוטער פליסיקייט, שמאָלער פּאַרטיקל פאַרשפּרייטונג קייט און מיטלמעסיקער נעץ ווערט באַקומען דורך קאָנטראָלירן דעם שפּריץ דרוק, לופט אַרייַנגאַנג טעמפּעראַטור, לופט אַרויסגאַנג טעמפּעראַטור און שפּריץ בויגן פּאַרטיקל גרייס. די צענטריפוגאַל אָפטקייַט קאַנווערזשאַן איז 26-32, די לופט אַרייַנגאַנג טעמפּעראַטור איז 250-280 ℃, די לופט אַרויסגאַנג טעמפּעראַטור איז 100-120 ℃, און די סלאַרי אַרייַנגאַנג דרוק איז 40-60.
דער אויבנדערמאנטער גראַניאַליישאַן פּודער ווערט געלייגט אין אַ צעמענטירט קאַרבייד פורעם פֿאַר פּרעסן צו באַקומען אַ גרין גוף. די פּרעסינג מעטאָד איז ביידירעקשאַנאַל דרוק, און די מאַשין געצייַג דרוק טאָנאַזש איז 150-200 טאָן.
דער געפּרעסטער גרינער קערפּער ווערט געלייגט אין אַ טריקעניש־אויוון צום טריקענען און אויסהאַרטן, כּדי צו באַקומען אַ גרינעם קערפּער מיט אַ גוטער גרינער קערפּער־שטאַרקייט.
דער אויבן אויסגעהיילטער גרינער קערפער ווערט געשטעלט אין אגראַפיט קרוציבלאון ענג און אָרדנטלעך אויסגעשטעלט, און דערנאָך ווערט דער גראַפיט-טיגל מיטן גרינעם קערפּער געשטעלט אין אַ הויך-טעמפּעראַטור וואַקוום סינטערינג אויוון צום ברענען. די ברענען טעמפּעראַטור איז 2200-2250℃, און די איזאָלאַציע צייט איז 1-2 שעה. צום סוף, באַקומט מען הויך-פאָרשטעלונג דרוקלאָזע סינטערירטע סיליקאָן קאַרבייד קעראַמיק.

האַרטע-פאַזע סינטערינג

דער דרוקלאָזער סינטערינג פּראָצעס פון סיליקאָן קאַרבייד קען ווערן צעטיילט אין האַרטע-פאַסע סינטערינג און פליסיק-פאַסע סינטערינג. פליסיק-פאַסע סינטערינג פארלאנגט די צוגאב פון סינטערינג אַדיטיוון, אַזאַ ווי Y2O3 בינאַרע און טערנערי אַדיטיוון, צו מאַכן SiC און זייַנע קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלס פאָרשטעלן פליסיק-פאַסע סינטערינג און דערגרייכן דענסיפיקאַטיאָן ביי אַ נידעריקער טעמפּעראַטור. די צוגרייטונג מעטאָד פון האַרטע-פאַסע סינטערד סיליקאָן קאַרבייד קעראַמיקס כולל מישן פון רוי מאַטעריאַלס, שפּריץ גראַניאַליישאַן, מאָלדינג, און וואַקוום סינטערינג. דער ספּעציפישער פּראָדוקציע פּראָצעס איז ווי גייט:
70-90% פון סובמיקראָן α סיליקאָן קאַרבייד (200-500 נאַנאָמעטער), 0.1-5% פון באָר קאַרבייד, 4-20% פון רעזין, און 5-20% פון אָרגאַנישן בינדער ווערן געלייגט אין אַ מיקסער און צוגעגעבן מיט ריין וואַסער פֿאַר נאַסן מישונג. נאָך 6-48 שעה, ווערט די געמישטע שלאַם דורכגעפירט דורך אַ 60-120 מעש זיפּ;
די געזיפֿטע שלאַם ווערט שפּריץ-גראַניולירט דורך אַ שפּריץ-גראַניולאַציע טורעם. די אַרייַנגאַנג טעמפּעראַטור פֿון שפּריץ-גראַניולאַציע טורעם איז 180-260℃, און די אַרויסגאַנג טעמפּעראַטור איז 60-120℃; די מאַסע-געדיכטקייט פֿון דעם גראַניולירטן מאַטעריאַל איז 0.85-0.92 ג/קמ³, פֿליסיקייט איז 8-11 סעקונדעס/30 ג; דער גראַניולירטער מאַטעריאַל ווערט געזיפֿט דורך אַ 60-120 מעש זיפּ פֿאַר שפּעטערדיקן באַנוץ;
אויסקלייבן אַ פורעם לויט דער געוואונטשענער פּראָדוקט פֿאָרעם, אַרײַנלייגן דאָס גראַניולירטע מאַטעריאַל אין דער פורעם קאַוואַטי, און דורכפֿירן צימער טעמפּעראַטור קאַמפּרעסיע מאָלדינג מיט אַ דרוק פֿון 50-200MPa צו באַקומען אַ גרינעם קערפּער; אָדער שטעלן דעם גרינעם קערפּער נאָך קאַמפּרעסיע מאָלדינג אין אַן איזאָסטאַטישן פּרעסינג מיטל, דורכפֿירן איזאָסטאַטישן פּרעסינג מיט אַ דרוק פֿון 200-300MPa, און באַקומען אַ גרינעם קערפּער נאָך צווייטיקער פּרעסינג;
לייגט אריין דעם גרינעם קערפער צוגעגרייט אין די אויבנדערמאנטע טריט אין א וואקיום סינטערינג אויוון פאר סינטערינג, און דער קוואליפיצירטער איז די פארטיקע סיליקאן קארבייד קויל-זיכערע קעראמיק; אין דעם אויבנדערמאנטן סינטערינג פראצעס, לאזט מען ערשט ארויס דעם סינטערינג אויוון, און ווען דער וואקיום גראד דערגרייכט 3-5×10-2 נאך Pa, ווערט דער אינערטער גאז אריינגעפירט אין דעם סינטערינג אויוון צו נארמאלן דרוק און דערנאך געהייצט. די באציאונג צווישן הייצונג טעמפעראטור און צייט איז: צימער טעמפעראטור ביז 800℃, 5-8 שעה, היץ אויפהאלטונג פאר 0.5-1 שעה, פון 800℃ ביז 2000-2300℃, 6-9 שעה, היץ אויפהאלטונג פאר 1 ביז 2 שעה, און דערנאך קילט מען עס מיטן אויוון און לאזט עס אראפ צו צימער טעמפעראטור.

מיקראָסטרוקטור און קערל גרענעץ פון סיליקאָן קאַרבייד סינטערד ביי נאָרמאַל דרוק

קורץ געזאגט, קעראַמיק וואָס ווערט געמאַכט דורך הייס-פּרעסינג סינטערינג פּראָצעס האָבן בעסערע פאָרשטעלונג, אָבער די פּראָדוקציע קאָסטן זענען אויך שטאַרק העכער; קעראַמיק וואָס ווערט צוגעגרייט דורך דרוקלאָז סינטערינג האָבן העכערע רוי מאַטעריאַל באדערפענישן, הויך סינטערינג טעמפּעראַטור, גרויסע פּראָדוקט גרייס ענדערונגען, קאָמפּלעקס פּראָצעס און נידעריקע פאָרשטעלונג; קעראַמיק פּראָדוקטן וואָס ווערן געמאַכט דורך רעאַקציע סינטערינג פּראָצעס האָבן הויך געדיכטקייט, גוטע אַנטי-באַליסטישע פאָרשטעלונג, און לעפיערעך נידעריקע צוגרייטונג קאָסטן. פֿאַרשידענע סינטערינג צוגרייטונג פּראָצעסן פון סיליקאָן קאַרבייד קעראַמיק האָבן זייערע אייגענע מעלות און חסרונות, און די אַפּליקאַציע סצענאַרן וועלן אויך זיין אַנדערש. עס איז די בעסטע פּאָליטיק צו קלייַבן די ריכטיקע צוגרייטונג מעטאָד לויט דעם פּראָדוקט און געפֿינען אַ וואָג צווישן נידעריקע קאָסטן און הויך פאָרשטעלונג.