Reaktyvaus sukepinimo silicio karbido gamybos procesas

Reakciniu būdu sukepintas silicio karbidas yra svarbi aukštos temperatūros medžiaga, pasižyminti dideliu stiprumu, dideliu kietumu, dideliu atsparumu dilimui, dideliu atsparumu korozijai ir dideliu atsparumu oksidacijai bei kitomis puikiomis savybėmis, plačiai naudojama mašinų, kosmoso, chemijos pramonėje, energetikoje ir kt. laukus.

 

1. Žaliavos paruošimas

Reaktyviosios sukepinimo silicio karbido žaliavos ruošiamos daugiausia anglies ir silicio miltelių, iš kurių anglį galima naudoti įvairias anglies turinčias medžiagas, tokias kaip anglies koksas, grafitas, medžio anglis ir kt., silicio milteliai dažniausiai parenkami su dalele. 1-5 μm didelio grynumo silicio milteliai. Pirmiausia anglies ir silicio milteliai sumaišomi tam tikra proporcija, pridedant atitinkamą kiekį rišiklio ir tekėjimo agento ir tolygiai maišant. Tada mišinys supilamas į rutulinį malūną, kad būtų galima tolygiai maišyti ir malti, kol dalelių dydis bus mažesnis nei 1 μm.

2. Liejimo procesas

Liejimo procesas yra vienas iš pagrindinių silicio karbido gamybos etapų. Dažniausiai naudojami liejimo procesai yra presavimas, glaistymo formavimas ir statinis formavimas. Presavimas reiškia, kad mišinys supilamas į formą ir formuojamas mechaniniu slėgiu. Skiedinio formavimas reiškia mišinio sumaišymą su vandeniu arba organiniu tirpikliu, įpurškimą į formą per švirkštą vakuumo sąlygomis ir gatavo produkto formavimą po stovėjimo. Statinio slėgio formavimas reiškia mišinį į formą, apsaugotą nuo vakuumo arba atmosferos statinio slėgio formavimui, paprastai esant 20–30 MPa slėgiui.

3. Sukepinimo procesas

Sukepinimas yra pagrindinis reakcijos būdu sukepinto silicio karbido gamybos proceso etapas. Sukepinimo temperatūra, sukepinimo laikas, sukepinimo atmosfera ir kiti veiksniai turės įtakos reakcijos būdu sukepinto silicio karbido veikimui. Paprastai reaktyvaus sukepinimo silicio karbido sukepinimo temperatūra yra 2000–2400 ℃, sukepinimo laikas paprastai yra 1–3 valandos, o sukepinimo atmosfera paprastai yra inertiška, pvz., argonas, azotas ir pan. Sukepinimo metu mišinyje bus atliekama cheminė reakcija, kad susidarytų silicio karbido kristalai. Tuo pačiu metu anglis taip pat reaguos su atmosferoje esančiomis dujomis ir gamins tokias dujas kaip CO ir CO2, kurios turės įtakos silicio karbido tankiui ir savybėms. Todėl gaminant reakcijos būdu sukepintą silicio karbidą labai svarbu palaikyti tinkamą sukepinimo atmosferą ir sukepinimo laiką.

4. Pogydymo procesas

Reakciniu būdu sukepintas silicio karbidas po gamybos reikalauja papildomo apdorojimo. Įprasti papildomo apdorojimo procesai yra apdirbimas, šlifavimas, poliravimas, oksidavimas ir pan. Šie procesai skirti pagerinti reakcijos būdu sukepinto silicio karbido tikslumą ir paviršiaus kokybę. Tarp jų šlifavimo ir poliravimo procesas yra įprastas apdorojimo metodas, kuris gali pagerinti silicio karbido paviršiaus apdailą ir lygumą. Oksidacijos procesas gali sudaryti oksido sluoksnį, kuris padidina reakcijos būdu sukepinto silicio karbido atsparumą oksidacijai ir cheminį stabilumą.

Trumpai tariant, reaktyvaus sukepinimo silicio karbido gamyba yra sudėtingas procesas, todėl reikia įsisavinti įvairias technologijas ir procesus, įskaitant žaliavos paruošimą, liejimo procesą, sukepinimo procesą ir papildomo apdorojimo procesą. Tik visapusiškai įsisavinus šias technologijas ir procesus, galima pagaminti aukštos kokybės reakcijos būdu sukepintas silicio karbido medžiagas, atitinkančias įvairių pritaikymo sričių poreikius.