סיליקון קרביד סינטר תגובה היא שיטה חשובה לייצור חומרים קרמיים בעלי ביצועים גבוהים. שיטה זו משתמשת בטיפול בחום של מקורות פחמן וסיליקון בטמפרטורות גבוהות כדי לגרום להם להגיב ליצירת קרמיקה סיליקון קרביד.
1. הכנת חומרי גלם. חומרי הגלם של סיליקון קרביד מושחת בתגובה כוללים מקור פחמן ומקור סיליקון. מקור הפחמן הוא בדרך כלל פחמן שחור או פולימר המכיל פחמן, בעוד שמקור הסיליקון הוא סיליקה אבקת. יש לכתוש את חומרי הגלם הללו, לסנן ולערבב כדי להבטיח גודל חלקיקים אחיד, תוך שליטה בהרכב הכימי שלהם על מנת לקבל קרמיקה סיליקון קרביד איכותית במהלך טיפול בחום.
2. צורה. הכניסו את חומרי הגלם המעורבים לתבנית היציקה לצורך יציקה. ישנם סוגים רבים של שיטות דפוס, בשימוש נפוץ הם דפוס עיתונות ודפוס הזרקה. דפוס עיתונות הוא דחיסה של אבקת חומר גלם תחת לחץ להיווצרות, בעוד שהזרקה היא חומר הגלם המעורבב עם דבק, הוא מרוסס לתוך התבנית דרך מזרק כדי ליצור. לאחר היווצרות, יש צורך לבצע טיפול demolding כדי להסיר את הבילט הקרמי מהתבנית.
3. טיפול בחום. הגוף הקרמי שנוצר מוכנס לתנור טיפול בחום לצורך סינטרה. תהליך הסינטר מתחלק לשני שלבים: שלב הפחממה ושלב הסינטר. בשלב הפחמימה, הגוף הקרמי מחומם לטמפרטורה גבוהה (בדרך כלל מעל 1600 מעלות צלזיוס) תחת אטמוספרה אינרטית, ומקור הפחמן מגיב עם מקור הסיליקון לייצור סיליקון קרביד. בשלב הסינטרינג מעלים את הטמפרטורה לטמפרטורה גבוהה יותר (בדרך כלל מעל 1900 מעלות צלזיוס), מה שגורם להתגבשות מחדש וצפיפות בין חלקיקי סיליקון קרביד. בדרך זו, הצפיפות של גוף הסיליקון קרביד משתפרת עוד יותר, כאשר גם הקשיות ועמידות הבלאי משתפרים משמעותית.
4. גימור. יש לסיים את גוף הקרמיקה הסינטר כדי לקבל את הצורה והגודל הרצויים. שיטות הגימור כוללות שחיקה, חיתוך, קידוח וכו'. בשל הקשיות הגבוהה במיוחד של חומר סיליקון קרביד, קשה לסיים אותו, המצריך שימוש בכלי השחזה וציוד עיבוד בעלי דיוק גבוה.
לסיכום, תהליך הייצור של סיליקון קרביד מושחת בתגובה כולל הכנת חומרי גלם, יציקה, טיפול בחום וגימור. ביניהם, השלב המרכזי הוא תהליך הטיפול בחום, שהשליטה בו חיונית להשגת חומרי סיליקון קרביד איכותיים. יש צורך לשלוט בטמפרטורה, האטמוספרה, זמן ההחזקה ושאר הגורמים של טיפול החום כדי להבטיח שהתגובה מספיקה, ההתגבשות מלאה והצפיפות גבוהה.
היתרון של תהליך ייצור סיליקון קרביד מרובע בתגובה הוא שניתן להכין חומרים קרמיים בעלי קשיות גבוהה, חוזק גבוה, עמידות בפני שחיקה ויציבות בטמפרטורה גבוהה. לחומר זה יש לא רק תכונות מכניות מצוינות, אלא גם בעל עמידות מצוינת בפני קורוזיה ותכונות טמפרטורה גבוהה. ניתן להשתמש בחומרי סיליקון קרביד לייצור חלקים הנדסיים שונים, אטמים מכניים, התקני טיפול בחום, קרמיקה לכבשן וכן הלאה. במקביל, ניתן להשתמש בחומרי סיליקון קרביד גם במוליכים למחצה, אנרגיה סולארית, חומרים מגנטיים ושדות אחרים.
בקיצור, סיליקון קרביד סינטר תגובה היא שיטה חשובה להכנת חומרים קרמיים בעלי ביצועים גבוהים. תהליך הייצור דורש שליטה עדינה בכל חוליה כדי להשיג חומרי סיליקון קרביד איכותיים. לחומרי סיליקון קרביד מושחתים בתגובה יש תכונות מכניות מצוינות, עמידות בפני קורוזיה ותכונות טמפרטורות גבוהות, ובעלי סיכויי יישום רחבים בתחומים תעשייתיים ומדעיים שונים.
זמן פרסום: 21 ביולי 2023