ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้อย่างไร

ซิลิคอนคาร์ไบด์เผาปฏิกิริยาเป็นวิธีการสำคัญในการผลิตวัสดุเซรามิกประสิทธิภาพสูง วิธีนี้ใช้การบำบัดความร้อนของแหล่งคาร์บอนและซิลิคอนที่อุณหภูมิสูงเพื่อให้เกิดปฏิกิริยากลายเป็นเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์

1. การเตรียมวัตถุดิบ วัตถุดิบของซิลิคอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยาประกอบด้วยแหล่งคาร์บอนและแหล่งซิลิคอน โดยทั่วไปแหล่งคาร์บอนจะเป็นคาร์บอนแบล็กหรือโพลีเมอร์ที่มีคาร์บอน ในขณะที่แหล่งซิลิกอนคือซิลิกาแบบผง วัตถุดิบเหล่านี้จำเป็นต้องบด คัดกรอง และผสมเพื่อให้แน่ใจว่าอนุภาคมีขนาดสม่ำเสมอ ในขณะเดียวกันก็ควบคุมองค์ประกอบทางเคมีเพื่อให้ได้เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์คุณภาพสูงในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน

2. รูปร่าง. ใส่วัตถุดิบที่ผสมแล้วลงในแม่พิมพ์ขึ้นรูปเพื่อทำการขึ้นรูป วิธีการปั้นมีหลายประเภท โดยทั่วไปที่ใช้กันทั่วไปคือการขึ้นรูปแบบกดและการฉีดขึ้นรูป การขึ้นรูปแบบกดคือการอัดผงวัตถุดิบภายใต้ความกดดันเพื่อสร้างรูปแบบ ในขณะที่การฉีดขึ้นรูปแบบเป็นวัตถุดิบผสมกับกาว จากนั้นจะถูกพ่นลงในแม่พิมพ์ผ่านกระบอกฉีดยาเพื่อขึ้นรูป หลังจากการขึ้นรูป จำเป็นต้องดำเนินการถอดแม่พิมพ์เพื่อเอาแท่งเซรามิกออกจากแม่พิมพ์

3. การรักษาความร้อน ตัวเซรามิกที่ขึ้นรูปแล้วจะถูกใส่เข้าไปในเตาบำบัดความร้อนเพื่อการเผาผนึก กระบวนการเผาผนึกแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: ขั้นตอนการทำให้เป็นคาร์บอนและขั้นตอนการเผาผนึก ในขั้นตอนคาร์บอไนเซชัน ตัวเซรามิกจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง (ปกติจะสูงกว่า 1,600 ° C) ภายใต้บรรยากาศเฉื่อย และแหล่งคาร์บอนจะทำปฏิกิริยากับแหล่งซิลิคอนเพื่อผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ ในขั้นตอนการเผาผนึก อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นจนถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้น (ปกติจะสูงกว่า 1900 ° C) ซึ่งทำให้เกิดการตกผลึกซ้ำและความหนาแน่นระหว่างอนุภาคซิลิคอนคาร์ไบด์ ด้วยวิธีนี้ ความหนาแน่นของตัวซิลิกอนคาร์ไบด์จึงได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น ในขณะที่ความแข็งและความต้านทานต่อการสึกหรอก็ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน

4. จบ. ตัวเซรามิกเผาจะต้องทำให้เสร็จเพื่อให้ได้รูปทรงและขนาดที่ต้องการ วิธีการตกแต่งขั้นสุดท้าย ได้แก่ การเจียร การตัด การเจาะ ฯลฯ เนื่องจากวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์มีความแข็งสูงมาก จึงทำให้เสร็จได้ยาก โดยต้องใช้เครื่องมือเจียรและอุปกรณ์การประมวลผลที่มีความแม่นยำสูง

โดยสรุป กระบวนการผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยาประกอบด้วยการเตรียมวัตถุดิบ การขึ้นรูป การอบชุบด้วยความร้อน และการตกแต่งขั้นสุดท้าย ขั้นตอนสำคัญคือกระบวนการบำบัดความร้อน ซึ่งการควบคุมเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ได้วัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์คุณภาพสูง จำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิ บรรยากาศ ระยะเวลาในการคงตัว และปัจจัยอื่นๆ ของการบำบัดความร้อน เพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาเพียงพอ การตกผลึกเสร็จสมบูรณ์ และมีความหนาแน่นสูง

ข้อดีของกระบวนการผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยาคือสามารถเตรียมวัสดุเซรามิกที่มีความแข็งสูง ความแข็งแรงสูง ความต้านทานการสึกหรอสูง และความเสถียรที่อุณหภูมิสูงได้ วัสดุนี้ไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังทนต่อการกัดกร่อนและคุณสมบัติที่อุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยมอีกด้วย วัสดุซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนทางวิศวกรรมต่างๆ ซีลเครื่องกล อุปกรณ์รักษาความร้อน เซรามิกเตาเผา และอื่นๆ ในเวลาเดียวกัน วัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์ยังสามารถนำไปใช้ในเซมิคอนดักเตอร์ พลังงานแสงอาทิตย์ วัสดุแม่เหล็ก และสาขาอื่นๆ

กล่าวโดยสรุป ซิลิคอนคาร์ไบด์เผาปฏิกิริยาเป็นวิธีการสำคัญในการเตรียมวัสดุเซรามิกประสิทธิภาพสูง กระบวนการผลิตต้องมีการควบคุมอย่างละเอียดในแต่ละจุดเชื่อมต่อเพื่อให้ได้วัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์คุณภาพสูง วัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยามีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม ทนต่อการกัดกร่อน และคุณสมบัติที่อุณหภูมิสูง และมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในสาขาอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์ต่างๆ