Kaj je sic keramika?

Sic keramikaje keramični material, ki nastane z reakcijo silikonskih (SI) in ogljikovih (c) elementov, ki vsebuje izjemno visoko trdoto, toplotno odpornost in kemično stabilnost. Ne le da ima obsežne aplikacije v industriji, ampak ima tudi pomemben položaj na visokotehnološkem področju.

Lastnosti in značilnosti sic keramike

1. visoka trdota

Trdota sic keramike je izjemno visoka, druga le od diamanta. Njegova trdota MOHS doseže 9, zaradi česar je sposobna enostavno nositi in rezati druge mehkejše materiale. Zaradi tega se SIC keramika pogosto uporablja za izdelavo orodij za rezanje, komponente, odporne na obrabo in druge aplikacije, ki zahtevajo odpornost proti obrabi.

2. visoka toplotna odpornost

Silicijev karbid ima odlično visokotemperaturno stabilnost in lahko ohrani stabilnost svojih fizikalnih in kemičnih lastnosti v visokotemperaturnih okoljih nad 1600 ℃. Zaradi tega ima SIC keramika nenadomestljive prednosti pri aplikacijah pri visokih temperaturah, kot so komponente motorja in kotlovni materiali.

3. Odlična kemična stabilnost

SiC keramika ima močno odpornost na najbolj kisle in alkalne raztopine in jedke pline. To je omogočilo, da se široko uporablja v zelo korozivnih okoljih v panogah, kot sta kemijsko inženirstvo in metalurgija.

4. nizka gostota

Čeprav ima sic keramika veliko trdoto in močno toplotno odpornost, je njihova gostota razmeroma nizka in imajo dobre lahke lastnosti. To je še posebej pomembno za vesoljsko in avtomobilsko industrijo, ki zahtevajo lahke materiale.

Postopek sintranja keramike je zelo pomemben. Z obsežnimi raziskavami in raziskovanjem številnih raziskovalcev so se zaporedno razvijale različne tehnike sintranja, vključno s sintranjem brez tlaka, vroče stiskalnim sintranjem, reakcijskim sintranjem, vročim izostatskim stiskalnim sintranjem in še več.

Sintranje brez tlaka

Sintranje brez tlaka velja za najbolj obetavno sintrano metodo za SIC. Glede na različne mehanizme sintranja lahko sintranje brez tlaka razdelimo na sintranje v trdni fazi in sintranje tekočine v fazi. S hkrati dodajanjem ustrezne količine B in C (z vsebnostjo kisika manj kot 2%) v ultrafini β-SIC v prahu bo sintrano telo z gostoto, višjo od 98%, sintrano pri 2020 ℃.

Vroče stisnjeno sintranje

Čisti sic je lahko gosto sintrano le pri zelo visokih temperaturah brez sintranih dodatkov. Zato veliko ljudi izvaja procese sintranja vroče stiskanja za SIC. Aluminij in železo sta najučinkovitejši aditivi za spodbujanje vročega sintranja SIC. Poleg tega lahko postopek sintranja vročega stiskanja proizvede le siC dele s preprostimi oblikami, količina izdelkov, ki jih proizvaja enkratni postopek sintranja vročega stiskanja, pa je zelo majhna, kar ne vpliva na industrijsko proizvodnjo.

Reaktivno sintranje

Reakcijski silicijev karbid, znan tudi kot samostojni silicijev karbid, se nanaša na postopek, v katerem porozne jeklene gredice reagirajo s plinskimi ali tekočimi fazami, da izboljšajo kakovost gredic, zmanjšajo poroznost in sintrajo končne produkte z določeno trdnostjo in dimenzijsko natančnostjo. Prah α-SIC se meša z grafitom v določenem deležu in segreva na približno 1650 ℃, da nastane gredica. Medtem prodre skozi plinsko fazo Si ali prodre v gredico, reagira z grafitom, da tvori β-SIC in se združi z obstoječimi delci α-SIC. Ko je SI popolnoma infiltriran, je mogoče dobiti reaktivno sintrano telo s popolno gostoto in ni mogoče dobiti dimenzijske krčenja. V primerjavi z drugimi postopki sintranja je dimenzijska sprememba reakcijskega sintranja med postopkom zgoščevanja razmeroma majhna in proizvedejo se izdelki z natančnimi dimenzijami. Vendar prisotnost velike količine sic v sintranem telesu poslabša visokotemperaturno delovanje reakcijske sic keramike.

Izostatično stiskalno sintranje

Da bi premagali pomanjkljivosti tradicionalnega procesa sintranja, je sprejeta vroča izostatična stiskalna tehnologija sintranja. Pod pogojem iz leta 1900 ℃ je bila dobljena fina kristalna keramika z gostoto, večjo od 98, in trdnost upogiba pri sobni temperaturi lahko doseže 600MPA. Čeprav lahko vroče izostatično stiskalno sintranje proizvede kompleksne in goste fazne izdelke z dobrimi mehanskimi lastnostmi, mora sintranje kolka zatesniti prazno, kar otežuje doseganje industrijske proizvodnje.