Membrană recristalizată

Carbură de siliciu sinterizat și carbură de siliciu recristalizată, ca reprezentanți ai materialelor ceramice de înaltă performanță, sunt utilizați pe scară largă în multe domenii industriale. Cu toate acestea, cei doi au propriile lor avantaje în procesul de pregătire, microstructura și caracteristicile de performanță. Carbura de siliciu sinterizat se face prin sinterizare pulbere sub temperatură ridicată și presiune ridicată. Are o textură densă și dură și există sub formă de cristale -faza. Are o duritate extrem de ridicată și este o alegere ideală pentru frâne, rulmenți și alte componente în câmpurile auto și aerospațiale. Carbură de siliciu recristalizată, pe de altă parte, folosește tehnologia de creștere a semințelor. Inițial este în fază și poate fi transformat în fază de înaltă performanță după tratament. Are rezistență excelentă la temperatură ridicată, duritate și rezistență la uzură. Este utilizat pe scară largă în garnituri, șine de ghidare, etc. În câmpurile petrochimice, fabricarea de mașini, etc. În rezumat, diferența dintre carbura de siliciu sinterizat și carbura de siliciu recristalizată se reflectă în principal în metoda de preparare și în microstructura și caracteristicile de performanță rezultate. Atunci când alegeți, este necesar să îl cântăriți în funcție de nevoile scenariului specific de aplicație.

 

 

 

As an important structural ceramic material, silicon carbide is not only used in traditional industrial fields such as high-temperature kiln tools, combustion nozzles, heat exchangers, sealing rings, and sliding bearings, but also as bulletproof armor materials, space reflectors, fixture materials in semiconductor wafer preparation, and nuclear fuel cladding materials due to its excellent high-temperature mechanical strength, high hardness, high Modul elastic, rezistență ridicată la uzură, conductivitate termică ridicată și rezistență la coroziune.

 

Procesul de sinterizare a ceramicii din carbură de siliciu este foarte important. După cercetarea și explorarea de către mulți cercetători, s -au dezvoltat diverse tehnologii de sinterizare, inclusiv sinterizarea reacției, sinterizarea presiunii atmosferice, sinterizarea recristalizării, sinterizarea presantă la cald, sinterizarea izostatică fierbinte și tehnologiile noi de sinterizare în ultimele două decenii, cum ar fi sinterizarea plasmei scânteie, tragerea fulgerării și oscilarea tehnologiei de sinterizare a presiunii.

 

Sintering presant fierbinte

Alliegro și alții de la Norton Company din Statele Unite au inventat o metodă de sinterizare presantă la cald pentru pregătirea ceramicii din carbură de siliciu. Pulberea de carbură de siliciu este umplută în matriță și se menține o anumită presiune în timpul procesului de încălzire și, în sfârșit, se realizează o metodă de sinterizare în care modelarea și sinterizarea sunt finalizate simultan. Caracteristicile sinterizării presate la cald sunt că încălzirea și presurizarea sunt efectuate simultan, iar modelarea sinterizării carburii de siliciu este obținută sub controlul condițiilor adecvate ale procesului de temperatură a presiunii. Dezavantajele sinterizării presante la cald sunt că utilajele și echipamentele sunt complexe, cerințele materialelor de mucegai sunt mari, cerințele procesului de producție sunt stricte, este potrivit doar pentru pregătirea pieselor cu forme simple, iar consumul de energie este mare, eficiența producției este scăzută, iar costul de producție este ridicat.

 

 

Reacție sinterizare

Sinterizarea de reacție a carburii de siliciu a fost propusă pentru prima dată de P. Popper în anii '50. Procesul este de a amesteca sursa de carbon și pulberea de carbură de siliciu, de a prepara semifabricatul prin modelarea prin injecție de alunecare, presarea uscată sau modelarea izostatică rece de presare și apoi efectuarea reacției de siliconizare, adică încălziți semifabricatul până la 1500 de grade sub atmosferă în vid sau inert, iar siliciul solid se topește în silicon lichid, care pătrunde în siliciu solid prin siliciu lichid, care pătrunde în siliciul lichid, care pătrunde în siliciu de siliciu. Vaporii de siliciu lichid sau siliciu reacționează chimic cu C în corpul verde, iar in situ generat -SIC se combină cu particulele originale de SiC din corpul verde pentru a forma materiale ceramice din carbură de siliciu sinterizat de reacție. Graficul fluxului de proces este următorul:

Avantajele carburii de siliciu sinterist în reacție sunt temperatura de sinterizare scăzută, costurile scăzute de producție și densificarea ridicată a materialelor. În special, nu există aproape nici o contracție de volum în timpul procesului de sinterizare a reacției, care este deosebit de potrivit pentru prepararea unor părți structurale de dimensiuni mari și complexe. Materiale de cuptor la temperaturi ridicate, tuburi de radiații, schimbătoare de căldură, duze de desulfurizare, etc. sunt toate aplicațiile tipice ale ceramicii din carbură de siliciu sinterizată de reacție.

 

Sinterizarea presiunii atmosferice

Inventat de S. Prochazka și alții din GE în Statele Unite în 1974. Sinterizarea presiunii atmosferice a carburii de siliciu este de a densifica probe de diferite forme și dimensiuni la gradul 2000-2150 fără aplicarea presiunii externe, adică, de obicei, sub 1,01 × 105pa și condiții de atmosferă externă, adăugând ajutoare de sinterizare adecvate. Sinterizarea fără presiune a carburii de siliciu poate fi împărțită în două procese: sinterizarea în fază solidă și sinterizarea în fază lichidă.

 

Sinterizarea sub presiune fără fază solidă a carburii de siliciu poate obține o densitate ridicată de 3. 10-3. 15g/cm3 și nu există nicio fază de sticlă între cristale. Are proprietăți mecanice excelente la temperatură ridicată, iar temperatura de utilizare a acesteia poate atinge 1600 de grade. Cu toate acestea, trebuie menționat că atunci când temperatura de sinterizare a carburii de siliciu sinterizat în fază solidă este prea mare, poate face ca boabele sale să fie prea mari și să reducă rezistența la îndoire a materialului.

Apariția sinterizării fără presiune a fazei lichide a carburii de siliciu a extins și mai mult gama de aplicații a materialelor ceramice din carbură de siliciu. Apariția fazei lichide în sinterizarea în fază lichidă este de obicei formată prin topirea unei singure componente și eutectica a două sau mai multe componente. Generarea de fază lichidă oferă o cale de viteză de difuzie ridicată pentru a crește viteza de sinterizare, astfel încât sinterizarea în faza lichidă are avantajul temperaturii mai scăzute decât sinterizarea în stare solidă, iar dimensiunea bobului este mică. Faza lichidă rămasă între cristale modifică modul de fractură al ceramicii din carbură de siliciu de la fractura transgranulară la fractura intergranulară, îmbunătățind astfel rezistența la îndoire și rezistența la fractură a materialului. Tehnologia de sinterizare fără presiune a SIC a devenit matură. Avantajele sale sunt costurile scăzute de producție și nu există restricții privind forma și dimensiunea produsului. În special, ceramica SIC sinterizată în fază solidă au densitate ridicată, microstructura uniformă și performanțe materiale complete excelente. Inelele de etanșare rezistente la uzură și rezistente la coroziune și rulmenții glisante utilizate pe scară largă în industrie sunt în principal carbură de siliciu sinterizată de presiune.

 

Recristalizare Sintering

În anii 1980, Kriegesmann a pregătit corpuri verzi prin modelarea prin injecție de alunecare și preparate materiale ceramice din carbură de siliciu recristalizată, cu performanțe excelente la 2450 de grade, care au fost curând produse în masă de FCT din Germania și Norton din Statele Unite. Materialele ceramice SIC recristalizate sunt particule SIC de diferite dimensiuni de particule care sunt clasificate într -un anumit raport și formate în semifabricate. Particulele fine din semifabricate pot fi distribuite uniform în porii dintre particulele grosiere. Apoi, la o temperatură ridicată de peste 2100 de grade și un anumit flux de atmosferă de protecție, particulele fine SIC se evaporă treptat și se condensa și se precipită în punctele de contact ale particulelor grosiere până când particulele fine dispar complet. Ca urmare a acestui mecanism de condensare de evaporare, se formează noi limite de cereale la gâtul particulelor, ceea ce determină migrarea particulelor fine, formând o structură de punte între particule mari și un corp sinterizat cu o anumită porozitate.

 

Datorită mecanismului unic de sinterizare și procesului de sic recristalizat, acesta are următoarele caracteristici:

1) Deoarece nu există o graniță sau difuzarea volumului în timpul procesului de sinterizare, iar condensarea evaporării și difuzarea suprafeței nu reduc distanța dintre particulele SIC, nu există aproape nici o contracție de volum în timpul procesului de sinterizare;

2) densitatea sicului sic recristalizat crește cu greu după sinterizare;

3) SIC recristalizată are granițe foarte clare și curate, fără fază de sticlă și impurități;

4) Produsul SIC recristalizat după sinterizare conține 10% până la 20% porozitate reziduală.

 

Sintering presat izostatic fierbinte

Presarea izostatică fierbinte este un proces care folosește gaz inert de înaltă presiune (cum ar fi argon) pentru a promova sinterizarea densificării materiale. Semifabricatul de pulbere de carbură de siliciu este sigilat într -un recipient de sticlă sau metal sub vid. În timpul procesului de presare izostatică fierbinte, atunci când eșantionul este încălzit la temperatura de sinterizare, compresorul menține o presiune inițială a gazului de mai mulți MPa. În timpul procesului de încălzire, presiunea gazului crește treptat până la 200 MPa, iar presiunea izostatică a gazului este utilizată pentru a elimina porii interni ai materialului pentru a obține densificarea.

 

Spark Sintering plasmatic

Tehnologia de sinterizare plasmatică Spark este o nouă tehnologie de metalurgie cu pulbere pentru pregătirea materialelor în vrac. Utilizează scântei electrice cu energie ridicată pentru a finaliza procesul de sinterizare al eșantionului la o temperatură mai scăzută și într-un timp mai scurt. Poate fi utilizat pentru pregătirea materialelor metalice, a materialelor ceramice și a materialelor compozite. În timpul procesului de sinterizare, descărcarea instantanee între particule și plasma cu temperaturi ridicate poate rupe sau elimina impuritățile (cum ar fi pelicula de oxid, etc.) și gazele adsorbite pe suprafața particulelor de pulbere, activează suprafața particulelor de pulbere și îmbunătățește calitatea și eficiența sinterizării. Folosind tehnologia de sinterizare plasmatică Spark, micropowders SiC cu ajutoare de sinterizare AL2O3 și Y2O3 sunt rapid sinterizate pentru a obține ceramică densă din carbură de siliciu.

 

Sintering cu microunde

În comparație cu procesele tradiționale de sinterizare, sinterizarea cu microunde folosește pierderea dielectrică a materialelor în câmpurile electromagnetice cu microunde pentru a încălzi materialele în ansamblu la temperatura de sinterizare pentru a obține sinterizarea și densificarea. În comparație cu metodele de sinterizare convenționale, sinterizarea cu microunde are multe avantaje, cum ar fi temperatura de sinterizare scăzută, viteza de încălzire rapidă, densitatea materială bună, etc. În același timp, sinterizarea cu microunde accelerează procesul de transfer de masă al materialelor, astfel încât materialele cu granulație fină să poată fi obținute.

 

Sintering flash

Flash Sintering (FS) are avantajele consumului de energie scăzut și al vitezei de sinterizare ultra-rapidă. În ultimii ani, a fost aplicat și cercetării sinterizante a carburii de siliciu. Sinterizarea flash se referă la aplicarea directă a tensiunii la eșantion la încălzirea într -un cuptor de încălzire. Odată atinsă o anumită temperatură a pragului, creșterea bruscă neliniară a curentului generează rapid căldura Joule, iar proba poate fi densificată rapid în câteva secunde.

 

Sinterizarea presiunii oscilante

Introducerea presiunii dinamice în timpul procesului de sinterizare este favorabilă ruperii fenomenului de auto-blocare și aglomerare în particule, reducând numărul și dimensiunea defectelor, cum ar fi porii și aglomerațiile, obținând astfel o microstructură de înaltă densitate și dimensiunea de cereale fine și pregătirea materialelor ceramice structurale de înaltă rezistență și de înaltă reliebilitate. Pe baza acestui nou concept de sinterizare, echipa de cercetare a lui Xie Zhiteng de la Universitatea Tsinghua a propus ideea introducerii presiunii oscilante dinamice pentru a înlocui presiunea statică constantă existentă în timpul procesului de sinterizare a pulberilor ceramice și a numit această nouă tehnologie de sinterizare care oscilează presiunea.

 

Avantajele acestei tehnologii de sinterizare sunt:

1) densitatea de ambalare a pulberii înainte de sinterizare poate fi îmbunătățită semnificativ de rearanjarea particulelor generate de presiunea oscilantă continuă;

 

2) Oferă o forță motrice a sinterizării mai mare, care este mai favorabilă promovării rotației și alunecării de cereale și flux de plastic în corpul sinterizat pentru a accelera densificarea corpului verde, în special în stadiul ulterior al sinterizării, prin ajustarea frecvenței și dimensiunii presiunii oscilante, porii minusculi reziduali sunt complet eliminați.

Cele trei metode de preparare a materialelor ceramice din carbură de siliciu, sinterizarea reacției, sinterizarea presiunii atmosferice și sinterizarea de recristalizare, care sunt mai frecvent utilizate în producția industrială, toate au avantajele lor unice, iar microstructura, câmpurile de performanță și aplicarea carbidelor de siliciu pregătit sunt diferite.

 

Sinterizarea reacției are o temperatură de sinterizare scăzută și costuri scăzute de producție. Rata de contracție a produselor pregătite este extrem de mică, iar gradul de densificare este ridicat. Este potrivit pentru pregătirea pieselor structurale de dimensiuni mari și complexe. Reacția carbură de siliciu sinterizat este utilizată în cea mai mare parte în instrumente de cuptor la temperaturi înalte, flamethwrowers, schimbătoare de căldură, reflectoare optice etc.

 

Avantajele sinterizării presiunii atmosferice sunt costul de producție scăzut, fără restricții asupra formei și dimensiunii produsului, densității ridicate a produselor pregătite, microstructurii uniforme și performanțe excelente ale materialelor cuprinzătoare. Prin urmare, este mai potrivit pentru prepararea pieselor structurale de precizie, cum ar fi garniturile, rulmenții glisante și armurile rezistente la gloanțe în diverse pompe mecanice, reflectoare optice, corpuri de napolitane cu semiconductor etc.

 

Carbura de siliciu recristalizată are o fază de cristal pur, nu conține impurități, are o porozitate ridicată, o conductivitate termică excelentă și rezistență la șoc termic și este un material ideal candidat pentru instrumente de cuptor la temperaturi ridicate, schimbătoare de căldură sau duze de ardere.

 

Tag-uri populare: membrană recristalizată, China producători de membrane recristalizate, furnizori, fabrică