Reakčné spekanie karbidu kremíka je dôležitou metódou na výrobu vysokoúčinných keramických materiálov. Táto metóda využíva tepelné spracovanie zdrojov uhlíka a kremíka pri vysokých teplotách, aby sa z nich stala karbid kremíka a karbidová keramika.
1. Príprava surovín. Suroviny pre reakčne spekaný karbid kremíka zahŕňajú zdroj uhlíka a zdroj kremíka. Zdrojom uhlíka je zvyčajne sadza alebo polymér obsahujúci uhlík, zatiaľ čo zdrojom kremíka je práškový oxid kremičitý. Tieto suroviny je potrebné rozdrviť, preosiať a zmiešať, aby sa zabezpečila jednotná veľkosť častíc, a zároveň kontrolovať ich chemické zloženie, aby sa počas tepelného spracovania získala vysokokvalitná karbid kremíka.
2. Tvarovanie. Zmiešané suroviny vložte do formy na lisovanie. Existuje mnoho druhov metód lisovania, bežne používané sú lisovanie lisovaním a vstrekovanie plastov. Lisovanie lisovaním je lisovanie práškovej suroviny pod tlakom za účelom vytvarovania, zatiaľ čo vstrekovanie plastov je zmiešanie suroviny s lepidlom do formy pomocou striekačky. Po vytvarovaní je potrebné vykonať odstránenie keramického polotovaru z formy.
3. Tepelné spracovanie. Vytvorené keramické teleso sa vloží do pece na tepelné spracovanie na spekanie. Proces spekania sa delí na dve fázy: fázu karbonizácie a fázu spekania. Vo fáze karbonizácie sa keramické teleso zahrieva na vysokú teplotu (zvyčajne nad 1600 °C) v inertnej atmosfére a zdroj uhlíka reaguje so zdrojom kremíka za vzniku karbidu kremíka. Vo fáze spekania sa teplota zvýši na vyššiu teplotu (zvyčajne nad 1900 °C), čo spôsobí rekryštalizáciu a zhutňovanie medzi časticami karbidu kremíka. Týmto spôsobom sa ďalej zlepšuje hustota telesa karbidu kremíka a zároveň sa výrazne zlepšuje tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu.
4. Povrchová úprava. Spekané keramické teleso je potrebné povrchovo upravovať, aby sa dosiahol požadovaný tvar a veľkosť. Medzi metódy povrchovej úpravy patrí brúsenie, rezanie, vŕtanie atď. Vzhľadom na extrémne vysokú tvrdosť karbidu kremíka je ťažké ho povrchovo upravovať a vyžaduje si použitie vysoko presných brúsnych nástrojov a obrábacích zariadení.
Stručne povedané, výrobný proces reakčne spekaného karbidu kremíka zahŕňa prípravu surovín, lisovanie, tepelné spracovanie a konečnú úpravu. Kľúčovým krokom je proces tepelného spracovania, ktorého kontrola je nevyhnutná pre získanie vysokokvalitných materiálov z karbidu kremíka. Je potrebné kontrolovať teplotu, atmosféru, čas zotrvania a ďalšie faktory tepelného spracovania, aby sa zabezpečilo, že reakcia prebehne dostatočne, kryštalizácia bude úplná a hustota vysoká.
Výhodou procesu výroby reakčne spekaného karbidu kremíka je, že je možné pripraviť keramické materiály s vysokou tvrdosťou, vysokou pevnosťou, vysokou odolnosťou proti opotrebovaniu a vysokou teplotnou stabilitou. Tento materiál má nielen vynikajúce mechanické vlastnosti, ale aj vynikajúcu odolnosť voči korózii a vysokým teplotám. Materiály z karbidu kremíka sa dajú použiť na výrobu rôznych technických dielov, mechanických upchávok, zariadení na tepelné spracovanie, pecnej keramiky atď. Zároveň sa materiály z karbidu kremíka dajú použiť aj v polovodičoch, solárnej energii, magnetických materiáloch a ďalších oblastiach.
Stručne povedané, reakčné spekanie karbidu kremíka je dôležitou metódou na prípravu vysokovýkonných keramických materiálov. Výrobný proces vyžaduje jemnú kontrolu každého článku, aby sa získali vysokokvalitné materiály z karbidu kremíka. Reakčne spekané materiály z karbidu kremíka majú vynikajúce mechanické vlastnosti, odolnosť voči korózii a vysokým teplotám a majú široké uplatnenie v rôznych priemyselných a vedeckých oblastiach.
Čas uverejnenia: 21. júla 2023