Raport Engineering Ceramic Co., (EC © ™):
Jako ważny konstrukcyjny materiał ceramiczny, węglik krzemu, charakteryzujący się doskonałą wytrzymałością mechaniczną w wysokich temperaturach, wysoką twardością, wysokim modułem sprężystości, wysoką odpornością na zużycie, wysoką przewodnością cieplną i odpornością na korozję, jest stosowany nie tylko w piecach wysokotemperaturowych, dysze spalania, wymienniki ciepła, pierścienie uszczelniające, łożyska ślizgowe i inne tradycyjne dziedziny przemysłu, ale także jako balistyczne materiały pancerza, lustra kosmiczne, płytki półprzewodnikowe w przygotowaniu materiału osprzętu i materiałów osłony paliwa jądrowego. Engineering Ceramic Co. (EC © ™) opracowała najpopularniejsze techniki spiekania na chińskim rynku ceramiki z węglika krzemu na podstawie ponad dwudziestoletniego doświadczenia produkcyjnego. Są to:
◇Spiekanie reakcyjne
◇Spiekanie ciśnieniowe
◇Spiekanie rekrystalizowane
◇Spiekanie pod ciśnieniem na gorąco
◇Spiekanie pod ciśnieniem izostatycznym na gorąco
◇Spiekanie pod ciśnieniem wibracyjnym
Spiekanie reakcyjne
Proces reakcyjnego spiekania węglika krzemu polega na zmieszaniu proszków węgla, krzemu i sysytu, powstałych poprzez odlewanie z gęstwy, prasowanie lub prasowanie izostatyczne na zimno, a następnie przeprowadzenie reakcji penetracji krzemu, czyli nagrzania korpusu do temperatury powyżej 1500°C w piecu próżniowym lub piec na gaz obojętny, w którym stały krzem stapia się z ciekłym krzemem, który wnika do korpusu porowatego na zasadzie działania kapilarnego. Reakcja chemiczna pomiędzy ciekłym krzemem lub parami krzemu a β-SiC wytwarzanym in situ łączy się z pierwotnymi cząsteczkami SiC w kęsie, tworząc reakcję spiekania materiałów ceramicznych z węglika krzemu.
Zaletami reakcyjnego węglika krzemu są: niska temperatura spiekania, niski koszt produkcji, wyższy stopień zagęszczenia materiału, w szczególności proces spiekania reakcyjnego prawie nie powoduje skurczu objętościowego, szczególnie odpowiedni do przygotowania części konstrukcyjnych o dużych rozmiarach i skomplikowanych kształtach . Wysokotemperaturowe materiały piecowe, rury radiacyjne, wymienniki ciepła, dysze odsiarczające itp. to typowe zastosowania ceramiki z węglika krzemu spiekanej reakcyjnie.
Spiekanie ciśnieniowe
Spiekanie węglika krzemu pod ciśnieniem atmosferycznym polega na zagęszczaniu i spiekaniu próbek o różnych kształtach i rozmiarach bez ciśnienia zewnętrznego, tj. zwykle pod ciśnieniem 1,01×105 Pa i w atmosferze obojętnej, poprzez dodanie odpowiednich dodatków spiekających w temperaturze 2000-2000-. 2150°C. Proces spiekania można podzielić na spiekanie w fazie stałej i spiekanie w fazie ciekłej. Spiekanie węglika krzemu pod ciśnieniem atmosferycznym można podzielić na dwa procesy: spiekanie w fazie stałej i spiekanie w fazie ciekłej.
Spiekanie pod ciśnieniem atmosferycznym jest korzystne ze względu na niższe koszty produkcji, nie ma ograniczeń co do kształtu i wielkości produktu, zwłaszcza ceramiki spiekanej w fazie stałej SiC, która ma wysokie zagęszczenie, jednolitą mikrostrukturę i doskonałe kompleksowe właściwości materiałowe. Zastosowania przemysłowe są szeroko stosowane w odpornych na zużycie i korozję pierścieniach uszczelniających, łożyskach ślizgowych i pancerzach kuloodpornych, zwierciadłach optycznych i oprawach płytek półprzewodnikowych.
Spiekanie rekrystalizowane
Rekrystalizowany węglik krzemu jest wytwarzany przez odlewanie ślizgowe, spiekanie w temperaturze 2450 ℃, dzięki czemu uzyskujemy doskonałą wydajność rekrystalizowanych materiałów ceramicznych Sic. Materiały ceramiczne Re-SiC to różne ziarna i proszek sortowany w określonym stosunku i formowany w kęsy, drobne ziarna w kęs może być równomiernie rozprowadzony w przestrzeni porów pomiędzy grubym grysem, a następnie w wysokiej temperaturze przekraczającej 2100 ℃ i przy pewnym natężeniu przepływu atmosfery ochronnej, drobny proszek SiC stopniowo odparowuje i wytrąca się w punkcie styku gruboziarnisty grys, aż drobne cząstki całkowicie znikną. Następnie w wysokiej temperaturze powyżej 2100 ℃ i przy pewnym natężeniu przepływu atmosfery ochronnej drobny proszek SiC stopniowo odparowuje i wytrąca się w punkcie styku grubych cząstek, aż drobne cząstki znikną całkowicie.
Rekrystalizowany SiC ma następujące właściwości.
(1) Po procesie spiekania prawie nie następuje zmniejszenie objętości;
(2) Gęstość świeżej masy z rekrystalizowanego SiC pozostaje niezmieniona po spiekaniu;
(3) Rekrystalizowany SiC ma bardzo wyraźne i czyste granice ziaren oraz jest wolny od faz szklistych i zanieczyszczeń;
(4) Spiekane, rekrystalizowane produkty SiC zawierają 10% do 20% porowatości resztkowej.
Rekrystalizowany SiC ma czystą fazę krystaliczną, wolną od zanieczyszczeń i ma wysoką porowatość, doskonałą przewodność cieplną, odporność na szok termiczny, co czyni go idealnym kandydatem do pieców wysokotemperaturowych, wymienników ciepła i dysz spalania.
Spiekanie na gorąco
Do formy wprowadza się proszek węglika krzemu, a podczas procesu ogrzewania utrzymuje się określone ciśnienie, aby uzyskać jednocześnie metodę spiekania i spiekania. Spiekanie na gorąco charakteryzuje się jednoczesnym nagrzewaniem i prasowaniem, a spiekanie węglika krzemu odbywa się pod kontrolą odpowiednich warunków procesu ciśnienie-temperatura-czas. Wadami metody spiekania na gorąco są złożoność maszyny i wyposażenia, wysokie wymagania dotyczące materiału formy, rygorystyczne wymagania procesu produkcyjnego, który nadaje się tylko do przygotowania części o prostych kształtach, oraz wysokie zużycie energii , niską wydajność produkcji i wysokie koszty produkcji.
Spiekanie pod ciśnieniem izostatycznym na gorąco
Prasowanie izostatyczne na gorąco to proces, w którym wykorzystuje się obojętny gaz pod wysokim ciśnieniem (np. argon) w celu wspomagania zagęszczania i spiekania materiału, podczas którego półwyrób z proszku węglika krzemu jest zamykany w szklanym lub metalowym pojemniku pod próżnią. W procesie izostatycznym na gorąco początkowe ciśnienie gazu rzędu kilku MPa jest utrzymywane przez sprężarkę podczas podgrzewania próbki do temperatury spiekania. Podczas procesu nagrzewania ciśnienie gazu zwiększa się stopniowo aż do 200 MPa, a izostatyczne ciśnienie gazu służy do eliminacji wewnętrznych porów materiału w celu uzyskania zagęszczenia.
Spiekanie wibracyjne
Stosowanie ciśnienia dynamicznego podczas procesu spiekania może pomóc w przełamaniu samozakleszczenia i aglomeracji podczas procesu, w celu zmniejszenia porów i aglomeratów, uzyskując w ten sposób jednorodną mikrostrukturę o dużej gęstości i drobnych ziarnach oraz przygotowując konstrukcję o wysokiej wytrzymałości i niezawodności materiały ceramiczne. W oparciu o tę nową koncepcję spiekania, zaproponowaną wspólnie przez Engineering Ceramic Co. (EC © ™) i zespół badawczy z Uniwersytetu Tsinghua w Chinach, podczas spiekania proszków ceramicznych wprowadzono dynamiczne ciśnienie wibracyjne zamiast istniejącego stałego ciśnienia statycznego , a tę nową technologię spiekania nazwano spiekaniem wibracyjnym.
Zalety produktu to:
1) Znacząco zwiększyć gęstość upakowania proszku surowca przed spiekaniem;
(2) Zapewnia większą siłę napędową spiekania, przyspiesza zagęszczanie kęsa, eliminując resztkowe drobne pory w półfabrykacie i eliminując resztkową porowatość w materiale, przy porowatości mniejszej niż 0,1%.
Oświadczenie: Artykuł/wiadomość/wideo pochodzi z Internetu. Nasza strona internetowa jest przedrukowywana w celu udostępnienia. Prawa autorskie do przedrukowanego artykułu/wiadomości/wideo należą do pierwotnego autora lub oryginalnego oficjalnego konta. Jeśli doszło do naruszenia, prosimy o poinformowanie nas o tym w odpowiednim czasie, a my zweryfikujemy je i usuniemy.
