Giới thiệu về quy trình烧结 truyền thống của gốm silicon carbide
Thời gian phát hành:
2022-10-27
Nung kết đơn trục (áp suất tự nhiên) Gốm Silicon Carbide
Nung kết đơn trục (áp suất tự nhiên) silicon carbide được phát minh lần đầu tiên bởi các chuyên gia người Mỹ. Bằng cách thêm một lượng nhỏ boron và carbon vào β-SiC cỡ submicron, quá trình nung kết đơn trục silicon carbide được thực hiện, tạo ra một vật thể nung kết có mật độ cao với mật độ tương đối gần với giá trị lý thuyết là 95%. Sau đó, các chuyên gia xác nhận rằng việc sử dụng α-SiC làm nguyên liệu, cùng với boron và carbon, cũng có thể làm đặc silicon carbide. Trong silicon carbide được nung kết bằng phương pháp nung kết pha rắn, các sai lệch tinh thể tương đối 'sạch', và độ bền nén ở nhiệt độ cao không thay đổi theo nhiệt độ tăng lên, nhìn chung có thể sử dụng lên đến 1600℃ mà không thay đổi độ bền nén.
Gốm Silicon Carbide tái kết tinh
Gốm Silicon Carbide: Vi bột silicon carbide tinh khiết và bột siêu mịn được trộn với một lượng chất kết dính nhất định, và một mảnh tạo hình silicon carbide có mật độ tương đối rất cao được tạo ra bằng phương pháp đúc huyền phù. Vật liệu được nung trong lò ở nhiệt độ lên đến 2500℃ trong điều kiện cách ly không khí. Ở khoảng 2100℃, sự bay hơi và ngưng tụ xảy ra, và các hạt silicon carbide trải qua quá trình cứng trung gian, tạo ra một cấu trúc liên kết tự nhiên không bị co ngót. Mật độ tương đối trước và sau khi nung vẫn nhất quán, và hàm lượng silicon carbide đạt 99%. Sản phẩm silicon carbide tái kết tinh có khả năng chống sốc nhiệt cao, độ dẫn nhiệt cao, khả năng chống sốc nhiệt độ cao và khả năng chống oxy hóa, làm cho nó trở thành một loại gốm silicon carbide chất lượng cao.
Nung kết ép nóng Gốm Silicon Carbide
Vào giữa những năm 1950, Hoa Kỳ đã nghiên cứu ảnh hưởng của các chất phụ gia kim loại như boron, nickel, chromium, sắt và nhôm đối với quá trình nung kết ép nóng SiC. Các thí nghiệm cho thấy nhôm và sắt là những chất phụ gia hiệu quả trong việc thúc đẩy quá trình làm đặc SiC trong quá trình ép nóng. Nghiên cứu cho thấy cấu trúc vi mô và các tính chất cơ học và nhiệt động lực học cấu trúc của vật thể nung kết thay đổi theo các loại chất phụ gia khác nhau. Ví dụ, khi boron hoặc hợp chất boron được sử dụng làm chất phụ gia, kích thước hạt của SiC ép nóng nhỏ hơn, nhưng độ bền cao hơn. Khi beri được sử dụng làm chất phụ gia, gốm SiC ép nóng có độ dẫn nhiệt cao. Mặc dù nung kết ép nóng có thể làm giảm nhiệt độ nung kết và có mật độ tương đối cao và độ bền kéo cao, nhưng quá trình ép nóng chỉ có thể tạo ra các linh kiện SiC đơn giản, và số lượng sản phẩm được sản xuất trong một lần ép nóng nhỏ, điều này không thuận lợi cho sản xuất công nghiệp.
Nung kết ép đẳng tĩnh nhiệt độ cao Gốm Silicon Carbide
Trong các quy trình nung kết truyền thống (nung kết đơn trục hoặc ép nóng), SiC tinh khiết khó nung kết đến mật độ cao mà không cần thêm các chất phụ gia thích hợp. Để thu được vật thể nung kết SiC mật độ cao, cần có bột siêu mịn SiC submicron và một lượng nhỏ chất phụ gia nung kết thích hợp. Tuy nhiên, việc thêm chất phụ gia chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến nhiều tính chất của gốm SiC. Để khắc phục những nhược điểm của các quy trình nung kết truyền thống, các nhà nghiên cứu đã sử dụng boron và carbon làm chất phụ gia và sử dụng phương pháp nung kết ép đẳng tĩnh nóng. Ở 1900℃, một loại gốm SiC hạt mịn với mật độ tương đối vượt quá 98% và độ bền kéo ở nhiệt độ phòng khoảng 600 MPa đã được thu được. Mặc dù ép đẳng tĩnh nóng có thể tạo ra các sản phẩm SiC mật độ cao có hình dạng phức tạp và các tính chất vật lý mạnh mẽ, nhưng phương pháp này cần đóng gói phôi, gây khó khăn cho sản xuất công nghiệp.
