Reakční spékání karbidu křemíku je důležitou metodou pro výrobu vysoce výkonných keramických materiálů. Tato metoda využívá tepelné zpracování zdrojů uhlíku a křemíku při vysokých teplotách, aby se z nich vytvořila keramika z karbidu křemíku.
1. Příprava surovin. Suroviny pro reakčně slinutý karbid křemíku zahrnují zdroj uhlíku a zdroj křemíku. Zdrojem uhlíku je obvykle saze nebo polymer obsahující uhlík, zatímco zdrojem křemíku je práškový oxid křemičitý. Tyto suroviny je třeba drtit, prosívat a míchat, aby se zajistila jednotná velikost částic, a zároveň kontrolovat jejich chemické složení, aby se během tepelného zpracování získala vysoce kvalitní keramika z karbidu křemíku.
2. Tvarování. Smíchané suroviny vložte do formy pro vstřikování. Existuje mnoho druhů metod vstřikování, běžně používané jsou lisování a vstřikování. Lisování je lisování práškové suroviny pod tlakem za účelem tvarování, zatímco vstřikování je způsobeno tím, že se surovina smíchá s lepidlem a stříká se do formy pomocí stříkačky. Po tvarování je nutné provést vyjmutí keramického polotovaru z formy.
3. Tepelné zpracování. Vytvarované keramické těleso se vloží do pece pro tepelné zpracování ke spékání. Proces spékání se dělí na dvě fáze: fázi karbonizace a fázi spékání. Ve fázi karbonizace se keramické těleso zahřeje na vysokou teplotu (obvykle nad 1600 °C) v inertní atmosféře a zdroj uhlíku reaguje se zdrojem křemíku za vzniku karbidu křemíku. Ve fázi spékání se teplota zvýší na vyšší teplotu (obvykle nad 1900 °C), což způsobí rekrystalizaci a zhuštění mezi částicemi karbidu křemíku. Tímto způsobem se dále zlepší hustota tělesa karbidu křemíku a zároveň se výrazně zlepší tvrdost a odolnost proti opotřebení.
4. Povrchová úprava. Slinuté keramické těleso je třeba povrchově upravovat, aby se dosáhlo požadovaného tvaru a velikosti. Mezi metody povrchové úpravy patří broušení, řezání, vrtání atd. Vzhledem k extrémně vysoké tvrdosti karbidu křemíku je obtížné jej povrchově upravovat a je nutné použít vysoce přesné brusné nástroje a obráběcí zařízení.
Stručně řečeno, výrobní proces reakčně slinutého karbidu křemíku zahrnuje přípravu surovin, lisování, tepelné zpracování a konečnou úpravu. Klíčovým krokem je proces tepelného zpracování, jehož kontrola je zásadní pro získání vysoce kvalitních materiálů z karbidu křemíku. Je nutné kontrolovat teplotu, atmosféru, dobu výdrže a další faktory tepelného zpracování, aby se zajistilo, že reakce proběhne dostatečně, krystalizace bude úplná a hustota vysoká.
Výhodou procesu výroby reakčně slinutého karbidu křemíku je, že lze připravit keramické materiály s vysokou tvrdostí, vysokou pevností, vysokou odolností proti opotřebení a vysokou teplotní stabilitou. Tento materiál má nejen vynikající mechanické vlastnosti, ale také vynikající odolnost proti korozi a vysokým teplotám. Materiály z karbidu křemíku lze použít k výrobě různých technických dílů, mechanických těsnění, zařízení pro tepelné zpracování, keramiky pro pece atd. Zároveň lze materiály z karbidu křemíku použít také v polovodičovém průmyslu, solární energii, magnetických materiálech a dalších oblastech.
Stručně řečeno, reakční slinování karbidu křemíku je důležitou metodou pro přípravu vysoce výkonných keramických materiálů. Výrobní proces vyžaduje jemnou kontrolu každého článku pro získání vysoce kvalitních materiálů z karbidu křemíku. Reakční slinované materiály z karbidu křemíku mají vynikající mechanické vlastnosti, odolnost proti korozi a vysokým teplotám a mají široké uplatnění v různých průmyslových a vědeckých oblastech.
Čas zveřejnění: 21. července 2023