Reakcijsko sintranje silicijevega karbida je pomembna metoda za proizvodnjo visoko zmogljivih keramičnih materialov. Ta metoda uporablja toplotno obdelavo virov ogljika in silicija pri visokih temperaturah, da reagirajo in tvorijo keramiko iz silicijevega karbida.
1. Priprava surovin. Surovine reakcijsko sintranega silicijevega karbida vključujejo vir ogljika in vir silicija. Vir ogljika so običajno saje ali polimer, ki vsebuje ogljik, medtem ko je vir silicija kremen v prahu. Te surovine je treba zdrobiti, presejati in zmešati, da se zagotovi enakomerna velikost delcev, hkrati pa nadzorovati njihovo kemično sestavo, da se med toplotno obdelavo pridobi visokokakovostna keramika iz silicijevega karbida.
2. Oblika. Mešane surovine dajte v kalup za oblikovanje. Obstaja veliko vrst metod oblikovanja, pogosto uporabljena sta stiskanje in brizganje. Stiskanje je stiskanje surovega prahu pod pritiskom, da se oblikuje, medtem ko je brizganje surovina, pomešana z lepilom, ki se razprši v kalup skozi brizgo, da se oblikuje. Po oblikovanju je treba izvesti obdelavo razkalupevanja, da odstranimo keramično gredico iz kalupa.
3. Toplotna obdelava. Oblikovano keramično telo damo v peč za toplotno obdelavo na sintranje. Proces sintranja je razdeljen na dve stopnji: stopnjo karbonizacije in stopnjo sintranja. V fazi karbonizacije se keramično telo segreje na visoko temperaturo (običajno nad 1600 °C) v inertni atmosferi, vir ogljika pa reagira z virom silicija, da proizvede silicijev karbid. V fazi sintranja se temperatura dvigne na višjo temperaturo (običajno nad 1900 °C), kar povzroči rekristalizacijo in zgostitev med delci silicijevega karbida. Na ta način se dodatno izboljša gostota telesa iz silicijevega karbida, hkrati pa se znatno izboljša trdota in odpornost proti obrabi.
4. Končna obdelava. Sintrano keramično telo je treba dodelati, da dobi želeno obliko in velikost. Metode končne obdelave vključujejo brušenje, rezanje, vrtanje itd. Zaradi izjemno visoke trdote materiala iz silicijevega karbida je težko končno obdelavo, kar zahteva uporabo visoko natančnih brusilnih orodij in opreme za obdelavo.
Če povzamemo, proizvodni proces reakcijsko sintranega silicijevega karbida vključuje pripravo surovin, oblikovanje, toplotno obdelavo in končno obdelavo. Med njimi je ključni korak proces toplotne obdelave, katerega nadzor je ključen za pridobivanje visokokakovostnih materialov iz silicijevega karbida. Potrebno je nadzorovati temperaturo, atmosfero, čas zadrževanja in druge dejavnike toplotne obdelave, da zagotovimo, da je reakcija zadostna, da je kristalizacija popolna in da je gostota visoka.
Prednost postopka proizvodnje reakcijsko sintranega silicijevega karbida je, da je mogoče pripraviti keramične materiale z visoko trdoto, visoko trdnostjo, visoko odpornostjo proti obrabi in visoko temperaturno stabilnostjo. Ta material nima samo odličnih mehanskih lastnosti, ampak ima tudi odlično odpornost proti koroziji in visoke temperature. Materiali iz silicijevega karbida se lahko uporabljajo za izdelavo različnih inženirskih delov, mehanskih tesnil, naprav za toplotno obdelavo, keramike za peči in tako naprej. Hkrati se materiali iz silicijevega karbida lahko uporabljajo tudi v polprevodnikih, sončni energiji, magnetnih materialih in na drugih področjih.
Skratka, reakcijsko sintranje silicijevega karbida je pomembna metoda za pripravo visoko zmogljivih keramičnih materialov. Proizvodni proces zahteva natančno kontrolo vsake povezave za pridobitev visokokakovostnih materialov iz silicijevega karbida. Reakcijsko sintrani materiali iz silicijevega karbida imajo odlične mehanske lastnosti, odpornost proti koroziji in visoke temperature ter imajo široke možnosti uporabe na različnih industrijskih in znanstvenih področjih.
Čas objave: 21. julij 2023