กระบวนการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์เผาปฏิกิริยา

ซิลิคอนคาร์ไบด์เผาปฏิกิริยาเป็นวัสดุอุณหภูมิสูงที่สำคัญ มีความแข็งแรงสูง ความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอสูง ทนต่อการกัดกร่อนสูง และต้านทานการเกิดออกซิเดชันสูง และคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมอื่น ๆ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องจักร การบินและอวกาศ อุตสาหกรรมเคมี พลังงานและอื่น ๆ สาขา

 

1. การเตรียมวัตถุดิบ

การเตรียมวัตถุดิบซิลิกอนคาร์ไบด์เผาปฏิกิริยาส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนและผงซิลิกอน ซึ่งคาร์บอนสามารถใช้กับสารที่มีคาร์บอนได้หลากหลาย เช่น โค้กถ่านหิน กราไฟท์ ถ่าน ฯลฯ ผงซิลิกอนมักจะถูกเลือกด้วยอนุภาค ขนาดของผงซิลิกอนความบริสุทธิ์สูง1-5μm ขั้นแรก ให้ผสมผงคาร์บอนและซิลิกอนในสัดส่วนที่กำหนด โดยเติมสารยึดเกาะและสารไหลในปริมาณที่เหมาะสม และคนให้เข้ากัน จากนั้นนำส่วนผสมไปใส่ในโรงสีลูกบอลเพื่อบดลูกบอลเพื่อให้ผสมและบดสม่ำเสมอยิ่งขึ้นจนกระทั่งขนาดอนุภาคน้อยกว่า 1μm

2. กระบวนการขึ้นรูป

กระบวนการขึ้นรูปเป็นหนึ่งในขั้นตอนสำคัญในการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ กระบวนการขึ้นรูปที่ใช้กันทั่วไปคือการขึ้นรูปแบบกด การขึ้นรูปแบบยาแนว และการขึ้นรูปแบบคงที่ การกดขึ้นรูปหมายความว่าส่วนผสมถูกใส่ลงในแม่พิมพ์และเกิดขึ้นจากแรงดันเชิงกล การปั้นแบบอัดฉีดหมายถึงการผสมส่วนผสมกับน้ำหรือตัวทำละลายอินทรีย์ ฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ผ่านกระบอกฉีดยาภายใต้สภาวะสุญญากาศ และขึ้นรูปผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปหลังจากยืน การขึ้นรูปแบบแรงดันคงที่หมายถึงส่วนผสมลงในแม่พิมพ์ภายใต้การคุ้มครองของสุญญากาศหรือบรรยากาศสำหรับการขึ้นรูปแบบแรงดันคงที่ โดยปกติจะอยู่ที่ความดัน 20-30MPa

3. กระบวนการเผาผนึก

การเผาผนึกเป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยา อุณหภูมิในการเผาผนึก เวลาในการเผา บรรยากาศในการเผาผนึก และปัจจัยอื่นๆ จะส่งผลต่อประสิทธิภาพของซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ถูกเผาด้วยปฏิกิริยา โดยทั่วไป อุณหภูมิการเผาผนึกของซิลิกอนคาร์ไบด์การเผาปฏิกิริยาจะอยู่ระหว่าง 2,000-2,400°C โดยทั่วไปเวลาในการเผาผนึกจะอยู่ที่ 1-3 ชั่วโมง และบรรยากาศในการเผาผนึกมักจะเฉื่อย เช่น อาร์กอน ไนโตรเจน และอื่นๆ ในระหว่างการเผาผนึก ส่วนผสมจะเกิดปฏิกิริยาเคมีจนเกิดเป็นผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์ ในขณะเดียวกัน คาร์บอนก็จะทำปฏิกิริยากับก๊าซในชั้นบรรยากาศเพื่อผลิตก๊าซ เช่น CO และ CO2 ซึ่งจะส่งผลต่อความหนาแน่นและคุณสมบัติของซิลิคอนคาร์ไบด์ ดังนั้น การรักษาบรรยากาศการเผาผนึกที่เหมาะสมและเวลาในการเผาผนึกจึงมีความสำคัญมากสำหรับการผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยา

4. กระบวนการหลังการรักษา

ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยาต้องใช้กระบวนการหลังการบำบัดหลังการผลิต กระบวนการหลังการบำบัดทั่วไป ได้แก่ การกลึง การเจียร การขัดเงา การออกซิเดชัน และอื่นๆ กระบวนการเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุงความแม่นยำและคุณภาพพื้นผิวของซิลิคอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยา ในหมู่พวกเขา กระบวนการเจียรและขัดเงาเป็นวิธีการประมวลผลทั่วไป ซึ่งสามารถปรับปรุงความสมบูรณ์และความเรียบของพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ได้ กระบวนการออกซิเดชันสามารถสร้างชั้นออกไซด์เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันและความเสถียรทางเคมีของซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยา

กล่าวโดยสรุป การผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์เผาปฏิกิริยาเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน ซึ่งจำเป็นต้องเชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีและกระบวนการที่หลากหลาย รวมถึงการเตรียมวัตถุดิบ กระบวนการขึ้นรูป กระบวนการเผาผนึก และกระบวนการหลังการบำบัด มีเพียงความเชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีและกระบวนการเหล่านี้อย่างเชี่ยวชาญเท่านั้นจึงจะสามารถผลิตวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์เผาปฏิกิริยาคุณภาพสูงเพื่อตอบสนองความต้องการของสาขาการใช้งานต่างๆ