Le carbure de silicium par frittage réactionnel est une méthode importante pour produire des matériaux céramiques de haute performance. Cette méthode utilise un traitement thermique de sources de carbone et de silicium à haute température pour les faire réagir pour former des céramiques de carbure de silicium.
1. Préparation des matières premières. Les matières premières du carbure de silicium fritté par réaction comprennent une source de carbone et une source de silicium. La source de carbone est généralement du noir de carbone ou un polymère contenant du carbone, tandis que la source de silicium est de la silice en poudre. Ces matières premières doivent être broyées, tamisées et mélangées pour garantir une granulométrie uniforme, tout en contrôlant leur composition chimique afin d'obtenir des céramiques de carbure de silicium de haute qualité lors du traitement thermique.
2. Forme. Mettez les matières premières mélangées dans le moule de moulage pour le moulage. Il existe de nombreux types de méthodes de moulage, les plus couramment utilisées étant le moulage sous presse et le moulage par injection. Le moulage par presse est la compression de la poudre de matière première sous pression pour la former, tandis que le moulage par injection est la matière première mélangée à un adhésif, elle est pulvérisée dans le moule à l'aide d'une seringue pour se former. Après le formage, il est nécessaire d'effectuer un traitement de démoulage pour retirer la billette de céramique du moule.
3. Traitement thermique. Le corps céramique formé est placé dans le four de traitement thermique pour frittage. Le processus de frittage est divisé en deux étapes : l’étape de carbonisation et l’étape de frittage. Lors de l'étape de carbonisation, le corps en céramique est chauffé à une température élevée (généralement supérieure à 1 600 °C) sous une atmosphère inerte, et la source de carbone réagit avec la source de silicium pour produire du carbure de silicium. Lors de l'étape de frittage, la température est portée à une température plus élevée (généralement supérieure à 1900°C), ce qui provoque une recristallisation et une densification entre les particules de carbure de silicium. De cette manière, la densité du corps en carbure de silicium est encore améliorée, tandis que la dureté et la résistance à l'usure sont également considérablement améliorées.
4. Finition. Le corps en céramique frittée doit être fini pour obtenir la forme et la taille souhaitées. Les méthodes de finition comprennent le meulage, la coupe, le perçage, etc. En raison de la dureté extrêmement élevée du matériau en carbure de silicium, il est difficile à finir, ce qui nécessite l'utilisation d'outils de meulage et d'équipements de traitement de haute précision.
En résumé, le processus de production de carbure de silicium fritté par réaction comprend la préparation des matières premières, le moulage, le traitement thermique et la finition. Parmi elles, l’étape clé est le processus de traitement thermique, dont la maîtrise est cruciale pour obtenir des matériaux en carbure de silicium de haute qualité. Il est nécessaire de contrôler la température, l'atmosphère, le temps de maintien et d'autres facteurs du traitement thermique pour garantir que la réaction est suffisante, que la cristallisation est complète et que la densité est élevée.
L'avantage du processus de production de carbure de silicium fritté par réaction est que des matériaux céramiques présentant une dureté élevée, une résistance élevée, une résistance à l'usure élevée et une stabilité à haute température peuvent être préparés. Ce matériau possède non seulement d’excellentes propriétés mécaniques, mais également une excellente résistance à la corrosion et des propriétés à haute température. Les matériaux en carbure de silicium peuvent être utilisés pour fabriquer diverses pièces d'ingénierie, garnitures mécaniques, dispositifs de traitement thermique, céramiques de four, etc. Dans le même temps, les matériaux en carbure de silicium peuvent également être utilisés dans les domaines des semi-conducteurs, de l’énergie solaire, des matériaux magnétiques et dans d’autres domaines.
En bref, le frittage réactionnel du carbure de silicium est une méthode importante pour préparer des matériaux céramiques hautes performances. Le processus de production nécessite un contrôle fin de chaque maillon pour obtenir des matériaux en carbure de silicium de haute qualité. Les matériaux en carbure de silicium frittés par réaction ont d'excellentes propriétés mécaniques, une résistance à la corrosion et des propriétés à haute température, et ont de larges perspectives d'application dans divers domaines industriels et scientifiques.
Heure de publication : 21 juillet 2023