Реакционное спекание карбида кремния является важным методом производства высокопроизводительных керамических материалов. Этот метод использует термическую обработку источников углерода и кремния при высоких температурах, чтобы заставить их реагировать с образованием керамики из карбида кремния.
1. Подготовка сырья. Сырье для реакционно-спеченного карбида кремния включает источник углерода и источник кремния. Источником углерода обычно является сажа или углеродсодержащий полимер, а источником кремния — порошкообразный диоксид кремния. Это сырье необходимо измельчать, просеивать и смешивать для обеспечения однородного размера частиц, а также контролировать его химический состав для получения высококачественной керамики из карбида кремния во время термообработки.
2. Форма. Поместите смешанное сырье в форму для формования. Существует много видов методов формования, обычно используются прессование и литье под давлением. Прессование - это сжатие порошка сырья под давлением для формирования, в то время как литье под давлением - это сырье, смешанное с клеем, распыляется в форму через шприц для формирования. После формования необходимо провести обработку по извлечению из формы, чтобы удалить керамическую заготовку из формы.
3. Термическая обработка. Сформированное керамическое тело помещается в печь термической обработки для спекания. Процесс спекания делится на два этапа: этап карбонизации и этап спекания. На этапе карбонизации керамическое тело нагревается до высокой температуры (обычно выше 1600 °C) в инертной атмосфере, и источник углерода реагирует с источником кремния, образуя карбид кремния. На этапе спекания температура повышается до более высокой температуры (обычно выше 1900 °C), что вызывает рекристаллизацию и уплотнение между частицами карбида кремния. Таким образом, плотность тела карбида кремния дополнительно улучшается, а твердость и износостойкость также значительно улучшаются.
4. Отделка. Спеченный керамический корпус необходимо отделить, чтобы получить желаемую форму и размер. Методы отделки включают шлифовку, резку, сверление и т. д. Из-за чрезвычайно высокой твердости материала из карбида кремния его трудно отделывать, требуя использования высокоточных шлифовальных инструментов и технологического оборудования.
Подводя итог, можно сказать, что процесс производства реакционно-спеченного карбида кремния включает подготовку сырья, формование, термическую обработку и отделку. Среди них ключевым этапом является процесс термической обработки, контроль которого имеет решающее значение для получения высококачественных материалов из карбида кремния. Необходимо контролировать температуру, атмосферу, время выдержки и другие факторы термической обработки, чтобы гарантировать, что реакция достаточна, кристаллизация завершена, а плотность высока.
Преимущество процесса производства реакционно-спеченного карбида кремния заключается в том, что можно получить керамические материалы с высокой твердостью, высокой прочностью, высокой износостойкостью и высокой температурной стабильностью. Этот материал не только обладает превосходными механическими свойствами, но и имеет превосходную коррозионную стойкость и высокотемпературные свойства. Материалы из карбида кремния можно использовать для изготовления различных деталей машиностроения, механических уплотнений, устройств для термообработки, печной керамики и т. д. В то же время материалы из карбида кремния можно использовать в полупроводниках, солнечной энергетике, магнитных материалах и других областях.
Короче говоря, реакционно-спекаемый карбид кремния является важным методом для получения высокопроизводительных керамических материалов. Производственный процесс требует точного контроля каждого звена для получения высококачественных материалов из карбида кремния. Материалы из реакционно-спекаемого карбида кремния обладают превосходными механическими свойствами, коррозионной стойкостью и высокотемпературными свойствами, а также имеют широкие перспективы применения в различных промышленных и научных областях.
Время публикации: 21 июля 2023 г.