Silisyum karbür seramikler, yüksek sıcaklık dayanımı, yüksek sıcaklık oksidasyon direnci, iyi aşınma direnci, iyi termal kararlılık, düşük termal genleşme katsayısı, yüksek ısı iletkenliği, yüksek sertlik, ısı şoku direnci, kimyasal korozyon direnci ve diğer mükemmel özelliklere sahiptir. Otomotiv, mekanizasyon, çevre koruma, havacılık ve uzay teknolojisi, bilgi elektroniği, enerji ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmakta olup, birçok endüstriyel alanda mükemmel performans gösteren yeri doldurulamaz bir yapısal seramik haline gelmiştir. Şimdi size göstereyim!
Basınçsız sinterleme
Basınçsız sinterleme, SiC sinterleme için en umut vadeden yöntem olarak kabul edilmektedir. Farklı sinterleme mekanizmalarına göre, basınçsız sinterleme katı faz sinterleme ve sıvı faz sinterleme olarak ikiye ayrılabilir. Uygun miktarda B ve C (oksijen içeriği %2'den az) içeren ultra ince β-SiC tozuna aynı anda eklenerek, 2020 ℃'de %98'den yüksek yoğunluğa sahip SiC sinterlenmiş gövde elde edilmiştir. A. Mulla ve ark., Al2O3 ve Y2O3'ü katkı maddesi olarak kullanarak 1850-1950 ℃'de 0,5 μm β-SiC (parçacık yüzeyinde az miktarda SiO2 bulunur) sinterlemiştir. Elde edilen SiC seramiklerinin bağıl yoğunluğu teorik yoğunluğun %95'inden fazladır ve tane boyutu küçüktür, ortalama boyutu ise 1,5 mikrondur.
Sıcak pres sinterleme
Saf SiC, herhangi bir sinterleme katkı maddesi olmadan yalnızca çok yüksek sıcaklıkta yoğun bir şekilde sinterlenebilir; bu nedenle birçok kişi SiC için sıcak presleme sinterleme işlemini uygulamaktadır. Sinterleme yardımcı maddeleri eklenerek SiC'nin sıcak presleme sinterlenmesi üzerine birçok rapor bulunmaktadır. Alliegro ve ark. bor, alüminyum, nikel, demir, krom ve diğer metal katkı maddelerinin SiC yoğunlaşması üzerindeki etkisini incelemiştir. Sonuçlar, alüminyum ve demirin SiC sıcak presleme sinterlenmesini teşvik etmek için en etkili katkı maddeleri olduğunu göstermektedir. FFlange, farklı miktarlarda Al2O3 eklenmesinin sıcak preslenmiş SiC'nin özellikleri üzerindeki etkisini incelemiştir. Sıcak preslenmiş SiC'nin yoğunlaşmasının çözünme ve çökelme mekanizmasıyla ilgili olduğu düşünülmektedir. Bununla birlikte, sıcak presleme sinterleme işlemi yalnızca basit şekilli SiC parçaları üretebilir. Tek seferlik sıcak presleme sinterleme işlemiyle üretilen ürün miktarı çok azdır, bu da endüstriyel üretime elverişli değildir.
Sıcak izostatik presleme sinterleme
Geleneksel sinterleme işleminin eksikliklerinin üstesinden gelmek için, B tipi ve C tipi katkı maddeleri kullanıldı ve sıcak izostatik presleme sinterleme teknolojisi benimsendi. 1900 °C'de, yoğunluğu %98'den büyük olan ince kristalli seramikler elde edildi ve oda sıcaklığında eğilme dayanımı 600 MPa'ya ulaşabildi. Sıcak izostatik presleme sinterlemesi, karmaşık şekillere ve iyi mekanik özelliklere sahip yoğun fazlı ürünler üretebilse de, sinterlemenin sızdırmaz olması gerekir ki bu da endüstriyel üretimde zorluk yaratır.
Reaksiyon sinterlemesi
Reaksiyon sinterleme yöntemiyle üretilen silisyum karbür, diğer adıyla kendiliğinden bağlanan silisyum karbür, gözenekli kütüğün gaz veya sıvı faz ile reaksiyona girerek kütük kalitesini iyileştirme, gözenekliliği azaltma ve belirli bir mukavemet ve boyutsal hassasiyete sahip sinterlenmiş ürünler elde etme sürecini ifade eder. α-SiC tozu ve grafit belirli bir oranda karıştırılarak yaklaşık 1650 ℃'ye ısıtılır ve kare şeklinde bir kütük oluşturulur. Aynı zamanda, gaz halindeki Si yoluyla kütüğün içine nüfuz eder ve grafit ile reaksiyona girerek β-SiC oluşturur ve mevcut α-SiC parçacıklarıyla birleşir. Si tamamen nüfuz ettiğinde, tam yoğunluğa ve büzülme olmayan boyuta sahip reaksiyon sinterlenmiş gövde elde edilebilir. Diğer sinterleme süreçleriyle karşılaştırıldığında, reaksiyon sinterlemesinde yoğunlaştırma sürecindeki boyut değişimi küçüktür ve hassas boyutta ürünler hazırlanabilir. Ancak, sinterlenmiş gövdede yüksek miktarda SiC bulunması, reaksiyon sinterleme yöntemiyle üretilen SiC seramiklerinin yüksek sıcaklık özelliklerini kötüleştirir.
Yayın tarihi: 08-06-2022