Procese comune de sinterizare pentru ceramica cu carbură de siliciu
1.Sinterizarea cu reacție
Procesul de reacție de sinterizare a carburii de siliciu începe cu amestecarea unei surse de carbon și a pulberii de carbură de siliciu. După formarea amestecului prin turnare slip, presare uscată sau presare izostatică la rece, se prepară un corp verde. Ulterior, reacția de infiltrare a siliciului are loc prin încălzirea corpului verde la peste 1500°C într-o atmosferă vid sau inertă. Siliciul solid se topește în siliciu lichid, pătrunzând corpul verde prin acțiune capilară. Reacția chimică dintre siliciul lichid (sau vaporii de siliciu) și carbonul din corp are ca rezultat formarea in situ a β-SiC, care se leagă cu particulele de SiC existente, formând material ceramic din carbură de siliciu sinterizat prin reacție. Factorii cheie care influențează performanța carburii de siliciu sinterizate prin reacție includ dimensiunea și tipul sursei de carbon, dimensiunea particulelor materiilor prime din carbură de siliciu, porozitatea corpului verde, temperatura de sinterizare și timpul de păstrare. Avantajele sinterizării prin reacție includ temperatura scăzută de sinterizare, costul scăzut de producție și densificarea ridicată a materialului, făcându-l deosebit de potrivit pentru fabricarea de componente structurale de dimensiuni mari și de formă complexă. Aplicațiile tipice includ materiale pentru cuptoare la temperatură înaltă, tuburi de radiație, schimbătoare de căldură și duze de desulfurare.
2. Sinterizarea fără presiune
Sinterizarea fără presiune a carburii de siliciu are loc fără aplicarea unei presiuni externe. Se adaugă ajutoare de sinterizare adecvate, iar sinterizarea densă este realizată între 2000°C și 2150°C. Procesul poate fi clasificat în sinterizare în fază solidă și sinterizare în fază lichidă pe baza formei auxiliarului de sinterizare. Sinterizarea în fază solidă folosește B și C ca ajutoare de sinterizare, cu alte opțiuni, inclusiv B4C + C, BN + C, BP + C, AlB2 + C. Sinterizarea în fază solidă poate atinge densitate mare (3,10 - 3,15 g/cm³) fără intergranulare faza sticloasa, care prezinta proprietati mecanice excelente la temperaturi ridicate cu o temperatura de utilizare de pana la 1600°C. Cu toate acestea, dacă temperatura de sinterizare este prea mare, poate avea ca rezultat o dimensiune mare a granulelor și o rezistență redusă la încovoiere. Sinterizarea în fază lichidă utilizează anumite cantități de oxizi eutectici cu conținut scăzut de multicomponente ca ajutoare de sinterizare, realizând densificarea SiC la temperaturi mai scăzute. Procesul are ca rezultat granule echiaxiale fine și uniforme, iar introducerea fazei lichide slăbește legarea interfeței, ceea ce duce la o fractură transgranulară completă și la îmbunătățirea semnificativă a rezistenței și tenacității. Sinterizarea fără presiune a carburii de siliciu este o tehnologie matură cu avantaje precum capacitatea de a utiliza diferite procese de modelare, costuri de producție scăzute și capacitatea de a obține rezistență și tenacitate ridicate cu aditivii corespunzători. Produsele industriale tipice includ inele de etanșare rezistente la uzură și coroziune, rulmenți de alunecare, printre altele.
3. Sinterizarea prin presare la cald
Sinterizarea prin presare la cald implică umplerea pulberii uscate de carbură de siliciu într-o matriță de grafit de înaltă rezistență. Aplicarea simultană a presiunii axiale și a încălzirii în condiții controlate de presiune-temperatura-timp are ca rezultat sinterizarea și modelarea carburii de siliciu. Procesul beneficiază de aplicarea simultană a căldurii și presiunii, unde pulberea se află într-o stare termoplastică, facilitând contactul particulelor, difuzia și procesele de transfer de masă în flux. Această metodă poate produce ceramică cu carbură de siliciu cu granule fine, densitate relativă ridicată și proprietăți mecanice excelente la temperaturi de sinterizare mai scăzute și timpi de sinterizare mai scurti. Cu toate acestea, complexitatea echipamentelor și proceselor, cerințele ridicate pentru materialele de matriță, aplicabilitatea limitată la piesele de formă simplă, eficiența scăzută a producției și costurile mari de producție sunt dezavantaje notabile. Prin urmare, această metodă este potrivită în principal pentru aplicații speciale.
4. Sinterizarea prin presare izostatică la cald (HIP).
HIP implică supunerea materialelor (pulberi, corpuri verzi sau corpuri sinterizate) la o presiune echilibrată în timpul procesului de încălzire, utilizând gaze inerte precum argonul sau azotul ca mediu de transmisie a presiunii. Combinația de temperatură ridicată și presiune ridicată promovează densificarea. Tehnologia HIP poate produce materiale complet omogene, uniforme microstructural, cu granulație fină și complet dense la temperaturi de sinterizare mai scăzute și timpi mai scurti. Este potrivit pentru prepararea produselor de formă complexă, mai ales atunci când cerințele reduse de pulbere sunt esențiale pentru prepararea ceramicii cu nanoparticule. Tehnologia permite controlul precis al dimensiunilor finale ale produsului, necesitând o post-procesare minimă sau chiar permițând utilizarea directă fără procesare suplimentară. Cu toate acestea, sinterizarea HIP se caracterizează prin bariere mari în calea tehnologiei de încapsulare, costuri mari de investiții și operare, limitând aplicarea sa pe scară largă.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. este un furnizor reputat și de încredere specializat în producția și vânzarea de piese ceramice tehnice. Oferim producție personalizată și prelucrare de înaltă precizie pentru o serie largă de materiale ceramice de înaltă performanță, inclusiv ceramică de alumină, ceramica din zirconiu, nitrură de siliciu, carbură de siliciu, nitrură de bor, nitrură de aluminiu și sticlă ceramică prelucrabilă. În prezent, piesele noastre ceramice pot fi găsite în multe industrii precum mecanică, chimică, medicală, semiconductoare, vehicule, electronice, metalurgie etc. Misiunea noastră este de a oferi piese ceramice de cea mai bună calitate pentru utilizatorii globali și este o mare plăcere să vedem ceramica noastră. piesele funcționează eficient în aplicațiile specifice ale clienților. Putem coopera atât la prototip, cât și la producția de masă, bine ați venit să ne contactați dacă aveți cerințe
