Реакційне спікання карбіду кремнію є важливим методом виробництва керамічних матеріалів високої якості. Цей метод використовує термічну обробку джерел вуглецю та кремнію при високих температурах, щоб змусити їх реагувати з утворенням кераміки з карбіду кремнію.
1. Підготовка сировини. Сировина реакційно спеченого карбіду кремнію включає джерело вуглецю та джерело кремнію. Джерелом вуглецю зазвичай є сажа або полімер, що містить вуглець, тоді як джерелом кремнію є порошкоподібний кремнезем. Цю сировину необхідно подрібнити, просіяти та змішати, щоб забезпечити однорідний розмір частинок, а також контролювати їх хімічний склад, щоб отримати високоякісну карбідокремнієву кераміку під час термічної обробки.
2. Форма. Помістіть змішану сировину в форму для формування. Існує багато видів методів формування, зазвичай використовуються пресування та лиття під тиском. Пресування — це стиснення порошку сировини під тиском для формування, тоді як лиття під тиском — це сировина, змішана з адгезивом, яку розпилюють у форму через шприц для формування. Після формування необхідно провести деформуючу обробку, щоб видалити керамічну заготовку з форми.
3. Теплова обробка. Сформоване керамічне тіло подається в піч термообробки для спікання. Процес спікання ділиться на два етапи: етап карбонізації та етап спікання. На етапі карбонізації керамічне тіло нагрівається до високої температури (зазвичай вище 1600 °C) в інертній атмосфері, і джерело вуглецю реагує з джерелом кремнію з утворенням карбіду кремнію. На стадії спікання температура підвищується до вищої (зазвичай вище 1900 °C), що викликає рекристалізацію та ущільнення між частинками карбіду кремнію. Таким чином, щільність корпусу з карбіду кремнію додатково покращується, а твердість і зносостійкість також значно покращуються.
4. Оздоблення. Спечене керамічне тіло необхідно обробити для отримання потрібної форми та розміру. Методи фінішної обробки включають шліфування, різання, свердління тощо. Через надзвичайно високу твердість матеріалу карбіду кремнію його важко обробити, вимагаючи використання високоточних шліфувальних інструментів та обладнання для обробки.
Таким чином, процес виробництва реакційно спеченого карбіду кремнію включає підготовку сировини, формування, термічну обробку та оздоблення. Серед них ключовим етапом є процес термічної обробки, контроль якого є вирішальним для отримання високоякісних матеріалів з карбіду кремнію. Необхідно контролювати температуру, атмосферу, час витримки та інші фактори термічної обробки, щоб забезпечити достатню реакцію, повну кристалізацію та високу щільність.
Перевага процесу виробництва реакційно спеченого карбіду кремнію полягає в тому, що можна отримати керамічні матеріали з високою твердістю, високою міцністю, високою зносостійкістю та високотемпературною стабільністю. Цей матеріал не тільки має чудові механічні властивості, але також має чудову стійкість до корозії та високих температур. Матеріали з карбіду кремнію можуть бути використані для виготовлення різних інженерних деталей, механічних ущільнень, пристроїв термічної обробки, кераміки для печей тощо. У той же час матеріали з карбіду кремнію також можна використовувати в напівпровідниках, сонячній енергетиці, магнітних матеріалах та інших областях.
Коротше кажучи, реакційне спікання карбіду кремнію є важливим методом виготовлення високоефективних керамічних матеріалів. Виробничий процес вимагає тонкого контролю кожної ланки для отримання високоякісних матеріалів з карбіду кремнію. Реакційно-спечені матеріали карбіду кремнію мають відмінні механічні властивості, стійкість до корозії та високотемпературні властивості, а також мають широкі перспективи застосування в різних галузях промисловості та науки.
Час публікації: 21 липня 2023 р