A szilícium-karbid reakciós szinterelése fontos módszer a nagy teljesítményű kerámiaanyagok előállítására. Ez a módszer a szén- és szilíciumforrások magas hőmérsékleten történő hőkezelését alkalmazza, hogy reakcióba lépjenek és szilícium-karbid kerámiát képezzenek.
1. Nyersanyagok előkészítése. A reakciósan szinterezett szilícium-karbid nyersanyagai közé tartozik a szénforrás és a szilíciumforrás. A szénforrás jellemzően korom vagy széntartalmú polimer, míg a szilíciumforrás porított szilícium-dioxid. Ezeket a nyersanyagokat aprítani, szitálni és keverni kell az egyenletes részecskeméret biztosítása érdekében, miközben kémiai összetételüket is szabályozni kell a hőkezelés során kiváló minőségű szilícium-karbid kerámiák előállításához.
2. Formázás. A kevert alapanyagokat öntsük a formába. Sokféle formázási módszer létezik, leggyakrabban a présöntést és a fröccsöntést alkalmazzák. A présöntés során a nyersanyag port nyomás alatt összenyomják, míg a fröccsöntés során a nyersanyagot ragasztóval keverik össze, majd fecskendőn keresztül a formába fecskendővel befújják. A formázás után a kerámia tuskót formából kell eltávolítani.
3. Hőkezelés. A kialakított kerámia testet hőkezelő kemencébe helyezik szinterezés céljából. A szinterezési folyamat két szakaszra oszlik: karbonizálási szakaszra és szinterezési szakaszra. A karbonizálási szakaszban a kerámia testet inert atmoszférában magas hőmérsékletre (általában 1600 °C fölé) hevítik, és a szénforrás reakcióba lép a szilíciumforrással, szilícium-karbidot képezve. A szinterezési szakaszban a hőmérsékletet magasabb hőmérsékletre emelik (általában 1900 °C fölé), ami átkristályosodást és a szilícium-karbid részecskék közötti tömörödést okoz. Ily módon a szilícium-karbid test sűrűsége tovább javul, miközben a keménység és a kopásállóság is jelentősen javul.
4. Kivitelezés. A szinterezett kerámia testet a kívánt alak és méret eléréséhez ki kell felületkezelni. A kikészítési módszerek közé tartozik a csiszolás, vágás, fúrás stb. A szilícium-karbid anyag rendkívül nagy keménysége miatt nehéz kidolgozni, ami nagy pontosságú csiszolószerszámok és feldolgozó berendezések használatát igényli.
Összefoglalva, a reakciós szinterezett szilícium-karbid előállítási folyamata magában foglalja a nyersanyagok előkészítését, az öntést, a hőkezelést és a kikészítést. Ezek közül a legfontosabb lépés a hőkezelési folyamat, amelynek szabályozása elengedhetetlen a kiváló minőségű szilícium-karbid anyagok előállításához. A hőmérséklet, a légkör, a tartási idő és a hőkezelés egyéb tényezőinek szabályozása szükséges annak biztosításához, hogy a reakció megfelelő legyen, a kristályosodás teljes legyen, és a sűrűség magas legyen.
A reakciós szinterezett szilícium-karbid előállítási eljárásának előnye, hogy nagy keménységű, nagy szilárdságú, nagy kopásállóságú és magas hőmérsékleti stabilitású kerámiaanyagok állíthatók elő. Ez az anyag nemcsak kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, hanem kiváló korrózióállósággal és magas hőmérsékleti tulajdonságokkal is. A szilícium-karbid anyagok felhasználhatók különféle mérnöki alkatrészek, mechanikus tömítések, hőkezelő berendezések, kemencekerámiák stb. gyártásához. Ugyanakkor a szilícium-karbid anyagok félvezetőkben, napenergiában, mágneses anyagokban és más területeken is felhasználhatók.
Röviden, a szilícium-karbid reakciós szinterelése fontos módszer a nagy teljesítményű kerámiaanyagok előállítására. A gyártási folyamat minden egyes láncszem finom szabályozását igényli a kiváló minőségű szilícium-karbid anyagok előállításához. A reakciós szintereléssel előállított szilícium-karbid anyagok kiváló mechanikai tulajdonságokkal, korrózióállósággal és magas hőmérsékleti tulajdonságokkal rendelkeznek, és széles körű alkalmazási lehetőségeket kínálnak különböző ipari és tudományos területeken.
Közzététel ideje: 2023. július 21.