A Review of 9 Teknik Sintering kanggo Keramik Silicon Carbide

Silikon karbida (SiC), Keramik struktural sing misuwur, misuwur amarga sifat-sifat sing luar biasa, kalebu kekuatan suhu dhuwur, kekerasan, modulus elastis, resistensi nyandhang, konduktivitas termal, lan tahan korosi. Atribut kasebut cocog kanggo macem-macem aplikasi, saka panggunaan industri tradisional ing perabot kiln suhu dhuwur, muncung pembakar, penukar panas, dering sealing, lan bantalan geser, nganti aplikasi canggih kaya armor balistik, cermin ruang, semikonduktor wafer chucks, lan cladding bahan bakar nuklir.

Proses sintering iku wigati kanggo nemtokake sifat final sakaKeramik SiC. Riset ekstensif wis mimpin kanggo pangembangan macem-macem Techniques sintering, kiro-kiro saka cara ditetepake kaya reaksi sintering, pressureless sintering, recrystallization sintering, lan hot pressing, kanggo inovasi anyar kaya spark plasma sintering, lampu kilat sintering, lan tekanan oscillating sintering.

Punika dipikir nyedhaki sangang pinunjulKeramik SiCteknik sintering:

1. Panas Pencet:

Pionir dening Alliegro et al. ing Norton Company, panas mencet melu bebarengan aplikasi panas lan meksa kanggo abubuk SiCkompak ing die. Cara iki mbisakake densifikasi lan mbentuk simultan. Nalika efektif, penet panas mbutuhake peralatan rumit, mati khusus, lan kontrol proses sing ketat. Watesan kasebut kalebu konsumsi energi sing dhuwur, kerumitan wangun sing winates, lan biaya produksi sing dhuwur.

2. Reaksi Sintering:

Pisanan diusulake dening P. Popper ing taun 1950-an, reaksi sintering kalebu campuranbubuk SiCkaro sumber karbon. Awak ijo, sing dibentuk liwat slip casting, pressing garing, utawa tekanan isostatik kadhemen, ngalami proses infiltrasi silikon. Pemanasan ing ndhuwur 1500 ° C ing vakum utawa atmosfer inert nyawiji silikon, sing nyusup awak keropos liwat aksi kapiler. Silikon cair utawa gas bereaksi karo karbon, mbentuk in-situ β-SiC sing ikatan karo partikel SiC sing wis ana, lan dadi keramik sing padhet.

SiC sing diikat reaksi nduweni suhu sintering sing sithik, efektifitas biaya, lan densifikasi dhuwur. Nyusut sing bisa diabaikan sajrone sintering ndadekake luwih cocok kanggo komponen sing gedhe lan bentuke kompleks. Aplikasi umum kalebu Furnitur kiln suhu dhuwur, tabung sumringah, penukar panas, lan muncung desulfurisasi.

Rute Proses Semicorex Kapal RBSiC

3. Sintering Tanpa Tekanan:

Ngembangake dening S. Prochazka et al. ing GE ing 1974, sintering tanpa tekanan ngilangake kabutuhan tekanan eksternal. Densifikasi dumadi ing 2000-2150 ° C ing tekanan atmosfer (1,01 × 105 Pa) ing atmosfer inert kanthi bantuan aditif sintering. Sintering tanpa tekanan bisa dikategorikake maneh dadi sintering fase padat lan fase cair.

Sintering tanpa tekanan negara padhet entuk kapadhetan dhuwur (3.10-3.15 g/cm3) tanpa fase kaca intergranular, ngasilake sifat mekanik suhu dhuwur sing luar biasa, kanthi suhu panggunaan tekan 1600°C. Nanging, wutah gandum sing gedhe banget ing suhu sintering sing dhuwur bisa nyebabake kekuwatan.

Sintering tanpa tekanan fase cair nggedhekake ruang lingkup aplikasi keramik SiC. Fase cair, sing dibentuk kanthi nyawiji komponen siji utawa reaksi eutektik saka pirang-pirang komponen, nambah kinetika densifikasi kanthi nyedhiyakake jalur difusi sing dhuwur, sing nyebabake suhu sintering luwih murah dibandhingake karo sintering negara padhet. Ukuran butir sing alus lan fase cair intergranular residual ing SiC sintered fase cair ningkatake transisi saka fraktur transgranular menyang intergranular, nambah kekuatan lentur lan ketangguhan patah.

Sintering tanpa tekanan minangka teknologi sing diwasa kanthi kaluwihan kaya efektifitas biaya lan fleksibilitas wangun. Solid-state sintered SiC, utamané, nawakake Kapadhetan dhuwur, mikrostruktur seragam, lan kinerja sakabèhé banget, dadi cocok kanggo nyandhang lan komponen tahan karat kaya dering sealing lan bantalan geser.

Armor Silicon Carbide Tanpa Tekanan Sintered

4. Rekristalisasi Sintering:

Ing taun 1980-an, Kriegesmann nduduhake fabrikasi rekristalisasi kanthi kinerja dhuwur.Keramik SiCdening slip casting banjur sintering ing 2450 ° C. Teknik iki cepet diadopsi kanggo produksi skala gedhe dening FCT (Jerman) lan Norton (USA).

Recrystallized SiC melu sintering awak ijo sing dibentuk kanthi ngemas partikel SiC kanthi ukuran sing beda-beda. Partikel-partikel alus, disebarake kanthi seragam ing celah-celah partikel sing luwih kasar, nguap lan ngembun ing titik kontak partikel sing luwih gedhe ing suhu ndhuwur 2100 ° C ing atmosfer sing dikontrol. Mekanisme penguapan-kondensasi iki mbentuk wates butir anyar ing gulu partikel, sing ndadékaké pertumbuhan gandum, pembentukan gulu, lan awak sing disinter kanthi porositas sisa.

Fitur utama SiC rekristalisasi kalebu:

Penyusutan Minimal: Ora ana wates gandum utawa difusi volume sajrone sintering nyebabake penyusutan sing bisa diabaikan.

Near-Net Shaping: Kapadhetan sintered tetep meh padha karo Kapadhetan awak ijo.

Watesan gandum sing resik: SiC sing wis direkristalisasi nuduhake wates gandum sing resik tanpa fase kaca utawa impurities.

Porositas Sisa: Awak sing disinter biasane nahan porositas 10-20%.

5. Panas Isostatic Pressing (HIP):

HIP nggunakake tekanan gas inert (biasane argon) kanggo nambah densifikasi. Kompak bubuk SiC, disegel ing wadhah kaca utawa logam, kena tekanan isostatik ing tungku. Nalika suhu mundhak nganti sawetara sintering, kompresor njaga tekanan gas awal sawetara megapascal. Tekanan iki saya mundhak nalika dadi panas, nganti 200 MPa, kanthi efektif ngilangi pori-pori internal lan entuk kapadhetan dhuwur.

6. Sintering Plasma Spark (SPS):

SPS minangka teknik metalurgi bubuk novel kanggo ngasilake bahan padhet, kalebu logam, keramik, lan komposit. Iki nggunakake pulsa listrik energi dhuwur kanggo ngasilake arus listrik pulsa lan plasma spark ing antarane partikel bubuk. Pemanasan lokal lan generasi plasma iki dumadi ing suhu sing relatif kurang lan wektu sing cendhak, supaya sintering cepet. Proses kasebut kanthi efektif mbusak rereged permukaan, ngaktifake permukaan partikel, lan ningkatake densifikasi kanthi cepet. SPS wis kasil digunakake kanggo nggawe keramik SiC sing padhet nggunakake Al2O3 lan Y2O3 minangka alat sintering.

7. Microwave Sintering:

Ora kaya pemanasan konvensional, sintering gelombang mikro nggunakake kelangan dielektrik bahan ing medan elektromagnetik gelombang mikro kanggo entuk pemanasan volumetrik lan sintering. Cara iki menehi kaluwihan kayata suhu sintering sing luwih murah, tingkat pemanasan sing luwih cepet, lan densifikasi sing luwih apik. Transportasi massa sing ditingkatake sajrone sintering gelombang mikro uga ningkatake struktur mikro sing apik.

8. Flash Sintering:

Flash sintering (FS) wis entuk perhatian amarga konsumsi energi sing sithik lan kinetika sintering ultra-cepet. Proses kasebut kalebu ngetrapake voltase ing awak ijo ing tungku. Sawise tekan suhu batesan, kenaikan arus non-linear sing dumadakan ngasilake pemanasan Joule kanthi cepet, sing ndadékaké densifikasi cedhak-cepet ing sawetara detik.

9. Sintering Tekanan Osilasi (OPS):

Ngenalke tekanan dinamis sajrone sintering ngganggu interlocking lan aglomerasi partikel, nyuda ukuran lan distribusi pori. Iki nyebabake struktur mikro sing padhet, halus, lan homogen, ngasilake keramik sing kuat lan dipercaya. Pionir dening tim Xie Zhipeng ing Universitas Tsinghua, OPS ngganti tekanan statis konstan ing sintering konvensional kanthi tekanan osilasi dinamis.

OPS nawakake sawetara kaluwihan:

Kapadhetan Ijo sing Ditingkatake: Tekanan osilasi sing terus-terusan ningkatake pangaturan ulang partikel, kanthi signifikan nambah kapadhetan ijo bubuk kompak.

Nambah Angkatan Nyopir Sintering: OPS nyedhiyakake tenaga pendorong sing luwih gedhe kanggo densifikasi, ningkatake rotasi gandum, ngusapake, lan aliran plastik. Iki utamané ono gunane sak orane tumrap sekolah mengko saka sintering, ngendi kontrol frekuensi osilasi lan amplitudo èfèktif ngilangke ampas pori ing wates gandum.

Foto Peralatan Sintering Tekanan Osilasi

Perbandingan Teknik Umum:

Ing antarane teknik kasebut, sintering reaksi, sintering tanpa tekanan, lan sintering rekristalisasi digunakake kanggo produksi SiC industri, saben duwe kaluwihan unik, sing nyebabake struktur mikro, sifat, lan aplikasi sing beda.

SiC ikatan reaksi:Nawakake suhu sintering sing murah, efektifitas biaya, nyusut minimal, lan densifikasi dhuwur, saengga cocok kanggo komponen sing gedhe lan kompleks. Aplikasi umum kalebu perabot kiln suhu dhuwur, nozzle burner, penukar panas, lan reflektor optik.

SiC sintered tanpa tekanan:Nyedhiyakake efektifitas biaya, versatility wangun, Kapadhetan dhuwur, mikrostruktur seragam, lan sifat sakabèhé apik banget, dadi becik kanggo komponen tliti kaya segel, bantalan geser, waja balistik, reflektor optik, lan semikonduktor wafer Chucks.

SiC rekristalisasi:Fitur fase SiC murni, kemurnian dhuwur, porositas dhuwur, konduktivitas termal sing apik, lan tahan kejut termal, saengga cocog kanggo perabot kiln suhu dhuwur, penukar panas, lan muncung burner.**

Kita ing Semicorex spesialisasi ingKeramik SiC lan liyaneBahan Keramikditrapake ing manufaktur semikonduktor, yen sampeyan duwe pitakon utawa butuh rincian tambahan, aja ragu-ragu hubungi kita.

Kontak telpon: +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com