أربع عمليات تلبيد لسيراميك كربيد السيليكون

تتميز سيراميكات كربيد السيليكون بمتانة عالية في درجات الحرارة العالية، ومقاومة للأكسدة، ومقاومة ممتازة للتآكل، وثبات حراري جيد، ومعامل تمدد حراري منخفض، وموصلية حرارية عالية، وصلابة عالية، ومقاومة للصدمات الحرارية، ومقاومة للتآكل الكيميائي، وخصائص ممتازة أخرى. وقد استُخدمت على نطاق واسع في صناعة السيارات، والميكانيكا، وحماية البيئة، وتكنولوجيا الفضاء، وإلكترونيات المعلومات، والطاقة، وغيرها من المجالات، وأصبحت سيراميكًا هيكليًا لا غنى عنه، يتميز بأداء ممتاز في العديد من المجالات الصناعية. دعوني أعرض عليكم الآن!

التلبيد بدون ضغط

يُعد التلبيد بدون ضغط الطريقة الأكثر واعدة لتلبيد كربيد السيليكون. ووفقًا لآليات التلبيد المختلفة، يمكن تقسيم التلبيد بدون ضغط إلى تلبيد في الطور الصلب وتلبيد في الطور السائل. من خلال β-A فائق الدقة، أُضيفت كمية مناسبة من B وC (محتوى الأكسجين أقل من 2%) إلى مسحوق كربيد السيليكون في نفس الوقت، وتلبد s. proehazka إلى جسم كربيد السيليكون المُلتَبَّد بكثافة أعلى من 98% عند درجة حرارة 2020 مئوية. A. Mulla وآخرون. استُخدم Al2O3 وY2O3 كمواد مضافة، وتلبد في درجة حرارة 1850-1950 مئوية عند 0.5 ميكرومتر من كربيد السيليكون β- (يحتوي سطح الجسيمات على كمية صغيرة من SiO2). الكثافة النسبية لسيراميك كربيد السيليكون الناتج أكبر من 95% من الكثافة النظرية، وحجم الحبيبات صغير ومتوسط ​​الحجم. إنه 1.5 ميكرون.

التلبيد بالضغط الساخن

لا يمكن تلبيد SiC النقي إلا بشكل مضغوط في درجة حرارة عالية جدًا دون أي إضافات تلبيد، لذلك يطبق الكثير من الناس عملية تلبيد الضغط الساخن لـ SiC. كانت هناك العديد من التقارير حول تلبيد الضغط الساخن لـ SiC عن طريق إضافة مساعدات التلبيد. درس Alliegro وآخرون تأثير البورون والألمنيوم والنيكل والحديد والكروم وإضافات معدنية أخرى على تكثيف SiC. تُظهر النتائج أن الألومنيوم والحديد هما أكثر الإضافات فعالية لتعزيز تلبيد الضغط الساخن لـ SiC. درس FFlange تأثير إضافة كميات مختلفة من Al2O3 على خصائص SiC المضغوط الساخن. يُعتقد أن تكثيف SiC المضغوط الساخن مرتبط بآلية الذوبان والترسيب. ومع ذلك، لا يمكن لعملية تلبيد الضغط الساخن أن تنتج سوى أجزاء SiC ذات شكل بسيط. كمية المنتجات المنتجة من عملية تلبيد الضغط الساخن لمرة واحدة صغيرة جدًا، مما لا يفضي إلى الإنتاج الصناعي.

التلبيد بالضغط المتساوي الساخن

للتغلب على عيوب عملية التلبيد التقليدية، استُخدم النوعان B وC كمواد مضافة، وتم اعتماد تقنية التلبيد بالضغط المتساوي الضغط الساخن. عند درجة حرارة 1900 درجة مئوية، تم الحصول على سيراميك بلوري ناعم بكثافة تزيد عن 98، وبلغت قوة الانحناء في درجة حرارة الغرفة 600 ميجا باسكال. على الرغم من أن التلبيد بالضغط المتساوي الضغط الساخن يُنتج منتجات كثيفة الطور ذات أشكال معقدة وخصائص ميكانيكية جيدة، إلا أن عملية التلبيد يجب أن تكون محكمة الغلق، مما يصعب تحقيقه في الإنتاج الصناعي.

التلبيد التفاعلي

كربيد السيليكون المُلبَّد تفاعليًا، والمعروف أيضًا بكربيد السيليكون ذاتي الترابط، هو عملية تفاعل البليت المسامي مع الغاز أو السائل لتحسين جودة البليت وتقليل مساميته، ولتلبيد المنتجات النهائية بقوة ودقة أبعاد معينة. يُخلط مسحوق α-SiC والجرافيت بنسبة معينة، ويُسخَّن إلى حوالي 1650 درجة مئوية لتكوين بليت مربع. في الوقت نفسه، يخترق البليت عبر السيليكون الغازي ويتفاعل مع الجرافيت لتكوين β-SiC، ممزوجًا بجسيمات α-SiC الموجودة. عند نفاذ السيليكون بالكامل، يمكن الحصول على جسم مُلبَّد تفاعليًا بكثافة كاملة وحجم غير قابل للانكماش. بالمقارنة مع عمليات التلبيد الأخرى، يكون التغير في الحجم في عملية التلبيد التفاعلي أثناء عملية التكثيف صغيرًا، ويمكن تحضير المنتجات ذات الحجم الدقيق. ومع ذلك، فإن وجود كمية كبيرة من SiC في الجسم المتكلس يجعل خصائص درجات الحرارة العالية لسيراميك SiC المتكلس بالتفاعل أسوأ.