Siliciumcarbidekeramiek heeft een hoge sterkte bij hoge temperaturen, een hoge oxidatieweerstand bij hoge temperaturen, een goede slijtvastheid, een goede thermische stabiliteit, een lage thermische uitzettingscoëfficiënt, een hoge thermische geleidbaarheid, een hoge hardheid, een hoge thermische schokbestendigheid en een chemische corrosiebestendigheid, naast andere uitstekende eigenschappen. Het wordt veelvuldig gebruikt in de automobielindustrie, machinebouw, milieubescherming, lucht- en ruimtevaarttechnologie, informatie-elektronica, energie en andere sectoren, en is uitgegroeid tot een onmisbaar constructiekeramiek met uitstekende prestaties in vele industriële toepassingen. Laat ik het u nu laten zien!
Drukvrij sinteren
Drukvrij sinteren wordt beschouwd als de meest veelbelovende methode voor het sinteren van SiC. Afhankelijk van de verschillende sintermechanismen kan drukvrij sinteren worden onderverdeeld in sinteren in de vaste fase en sinteren in de vloeibare fase. Door middel van ultrafijn β-siliciumdioxide werd een geschikte hoeveelheid B en C (zuurstofgehalte minder dan 2%) tegelijkertijd toegevoegd aan SiC-poeder, waarna een SiC-keramiek met een dichtheid van meer dan 98% bij 2020 ℃ werd gesinterd. A. Mulla et al. gebruikten Al2O3 en Y2O3 als additieven en sinteerden bij 1850-1950 ℃ voor 0,5 μm β-siliciumdioxide (het deeltjesoppervlak bevat een kleine hoeveelheid SiO2). De relatieve dichtheid van het verkregen SiC-keramiek is groter dan 95% van de theoretische dichtheid, en de korrelgrootte is klein met een gemiddelde grootte van 1,5 micron.
Warmperssinteren
Zuiver SiC kan alleen compact gesinterd worden bij zeer hoge temperaturen zonder sinteradditieven. Daarom wordt voor SiC vaak gebruikgemaakt van het warmperssinterproces. Er zijn al veel onderzoeken gedaan naar het warmperssinteren van SiC met toevoeging van sinteradditieven. Alliegro et al. onderzochten het effect van boor, aluminium, nikkel, ijzer, chroom en andere metaaladditieven op de verdichting van SiC. De resultaten tonen aan dat aluminium en ijzer de meest effectieve additieven zijn om het warmperssinteren van SiC te bevorderen. FFlange onderzocht het effect van de toevoeging van verschillende hoeveelheden Al2O3 op de eigenschappen van warmgeperst SiC. Men vermoedt dat de verdichting van warmgeperst SiC verband houdt met het mechanisme van oplossen en precipiteren. Het warmperssinterproces levert echter alleen SiC-onderdelen met een eenvoudige vorm op. De hoeveelheid producten die met een eenmalig warmperssinterproces geproduceerd kan worden, is zeer klein, wat niet bevorderlijk is voor industriële productie.
heet isostatisch persen sinteren
Om de tekortkomingen van het traditionele sinterproces te ondervangen, werden B- en C-type additieven gebruikt en werd de heet-isostatische perssintertechniek toegepast. Bij 1900 °C werden fijnkristallijne keramische materialen met een dichtheid van meer dan 98 verkregen, en de buigsterkte bij kamertemperatuur kon 600 MPa bereiken. Hoewel heet-isostatisch perssinteren producten met een dichte fase, complexe vormen en goede mechanische eigenschappen kan opleveren, moet het sinterproces luchtdicht worden uitgevoerd, wat industriële productie bemoeilijkt.
Reactiesinteren
Reactiegesinterd siliciumcarbide, ook wel zelfgebonden siliciumcarbide genoemd, verwijst naar een proces waarbij een poreuze staaf reageert met een gas- of vloeibare fase om de staafkwaliteit te verbeteren, de porositeit te verminderen en eindproducten met een bepaalde sterkte en dimensionale nauwkeurigheid te sinteren. Hierbij worden α-SiC-poeder en grafiet in een bepaalde verhouding gemengd en verhit tot ongeveer 1650 °C om een vierkante staaf te vormen. Tegelijkertijd dringt Si door in de staaf en reageert met grafiet om β-SiC te vormen, dat zich combineert met de reeds aanwezige α-SiC-deeltjes. Wanneer Si volledig is geïnfiltreerd, wordt een reactiegesinterd materiaal met een volledige dichtheid en zonder krimp verkregen. In vergelijking met andere sinterprocessen is de volumeverandering tijdens het verdichtingsproces bij reactiesinteren gering, waardoor producten met nauwkeurige afmetingen kunnen worden geproduceerd. De aanwezigheid van een grote hoeveelheid SiC in het gesinterde materiaal heeft echter een negatieve invloed op de eigenschappen van reactiegesinterd SiC-keramiek bij hoge temperaturen.
Geplaatst op: 8 juni 2022