SMETA
Dom > Blog > Zrozumienie krzemowej ceramiki węglików: Różnice między SSIC, Sisic, RBSIC i RSIC

Zrozumienie krzemowej ceramiki węglików: Różnice między SSIC, Sisic, RBSIC i RSIC

Zrozumienie krzemowej ceramiki węglików: Różnice między SSIC, Sisic, RBSIC i RSIC

Materiały ceramiczne z węglików krzemowych

Ze względu na ich doskonały odporność na zużycie, przewodność cieplna, Odporność na utlenianie, i wybitne właściwości mechaniczne o wysokiej temperaturze, Krzemowy węglik (Sic) Ceramika jest szeroko stosowana w łożyskach precyzyjnych, pieczęcie, Rotory turbinowe, komponenty optyczne, Dysze w wysokiej temperaturze, części wymiennika ciepła, i materiały reaktora nuklearnego. Jednakże, Silne kowalencyjne wiązanie i niski współczynnik dyfuzji SIC stanowią znaczące wyzwania w osiągnięciu poinformowania spiekania podczas wytwarzania. Zatem, Procesy spiekania mają kluczowe znaczenie dla produkcji ceramiki o wysokiej wydajności SIC.

Obecne metody przygotowywania gęstej ceramiki sic obejmują Wiązanie reakcji (wspólny), bez presji/spiekanie atmosferyczne (wspólny), spiekanie rekrystalizacyjne, gorące naciskanie, i gorące isostatyczne naciskanie. Właściwości ceramiki SIC różnią się w zależności od procesu produkcyjnego. Więc, Jakie są skróty SSIC, Sisic, RBSIC, I RSIC reprezentować?

Reakcja związana z węglikiem krzemowym (RBSIC/SISIC)

Reakcja spiekanych krzemowych węgli ceramicznych na piecach wałkowych
Reakcja spiekana krzemowa węglika Ceramiczne wałki na piecach rolkowych

Przegląd procesu

Stopniowa mieszanka sic proszku (1–10 μm) a węgiel jest kształtowany w zielone ciało. W wysokich temperaturach, Występuje infiltracja krzemu: Krzem reaguje z węglem, tworząc dodatkowy sic, wiązanie z oryginalną matrycą SIC. Istnieją dwie metody infiltracji krzemowej:

  1. Infiltracja w fazie cieczy: W temperaturze 1 450–1 470 ° C. (Punktem topnienia krzemu), płynny silikon wchodzi w pory poprzez działanie naczyń włosowatych i reaguje z węglem.
  2. Infiltracja fazy pary: Powyżej temperatury topnienia Krzemowego, Pary silikonowe infiltruje zielone ciało.

Przepływ procesu:
Sic proszek + C proszek + spoiwo → Kształtowanie → Suszenie → Usuwanie spoiwa w atmosferze ochronnej → Infiltracja krzemu →.

Kluczowe notatki

  • RBSIC zawiera 8–15% darmowy krzem, czyniąc to SI/SIC Composite zamiast czystego sic.
  • Darmowe ograniczenia silikonowe temperatury robocze do poniżej 1400 ° C.; Wytrzymanie gwałtownie przekracza to z powodu topnienia krzemowego.
  • Infiltracja fazy pary zmniejsza bezpłatną zawartość krzemu (<10%), Poprawa wydajności.
Krzemowy wymiennik ciepła z węglikiem i krzemionową węglika wymiennika ciepła Blokowe otwory
Krzemowy wymiennik ciepła z węglikiem i krzemionową węglika wymiennika ciepła Blokowe otwory

Charakterystyka i zastosowania

  • Zalety: Niska temperatura spiekania, opłacalny, tworząc się w kształcie shape z <3% skurcz, Idealny do dużych/złożonych komponentów (NP., meble do pieca, tygle, wymienniki ciepła).
  • Zastosowania: Części RBSIC o wysokiej czystości (NP., Półprzewodniki obchodzące się) Wymień kwarc w elektronice. Znani producenci to Wielka Brytania Refel i Japonia Szkło Asahi.
  • Ograniczenia: Wolny krzem zmniejsza odporność na zużycie i stabilność chemiczna (podatne na kwas alkaliczny/hf).

Klasyczna aplikacja: Spiralne dysze do szorowania gazu, chłodzenie, i tłumienie ognia.

Reakcja spiralnych dysz spiralnych krzemowych
Reakcja spiralnych dysz spiralnych krzemowych

(Ogólne zastosowania dysz spiralnych: Szorowanie gazu spalinowego; chłodzenie gazowe; Procesy szorowania i płukania; Ochrona przeciwpożarowa)

Pozbawione ciśnienia/atmosferyczne spiekane SIC (PSSIC)

Przegląd procesu

Spiekanie występuje o 2,000–2 150 ° C. pod gazem obojętnym bez ciśnienia zewnętrznego. Dodatki (NP., bor, węgiel, Y₂o₃-al₂o₃) promować zagęszczenie. Istnieją dwa podtypy:

  1. Stał stał Spiekany sic (SSIC):
    • Wynalezione przez Prochazka (1974) stosując β-SIC z dodatkami B/C.
    • Czyste granice ziaren, Stabilność w wysokiej temperaturze (do 1600 ° C.), ale gruboziarniste ziarna i niska wytrzymałość złamań.
  2. Spiekana w fazie cieczy SIC (LSIC):
    • Używa dodatków y₂o₃-al₂o₃ do niższych temperatur spiekania.
    • Drobne ziarna, poprawa wytrzymałości poprzez złamanie międzykrystaliczne.

Zastosowania

Uszczelki oporne na zużycie/korozję, namiar, i komponenty strukturalne.

Rekrystalizowany krzemowy węglik (RSIC)

Zdjęcie SEM złamania rekrystalizowanego krzemowego węglika
Zdjęcie SEM złamania rekrystalizowanego krzemowego węglika

Przegląd procesu

Proszki SIC o dużej czystości (gruboziarnisty + drobne ziarna) są spieknięte w 2,200–2,450 ° C. przez Kondensacja odparowań bez dodatków. Mechanizm bezwymiarowy zachowuje się 10–20% porowatość.

Charakterystyka i zastosowania

  • Zalety: Porowata struktura (Porodowe pory), bardzo wysoka czystość (>99% Sic), Doskonały wstrząs termiczny/odporność chemiczna.
  • Zastosowania: Meble o wysokiej temperaturze, Słoneczne konwertery termiczne, Filtry cząstek cząstek diesla, i komponenty metalurgiczne.

Krzemowy węgliek na gorąco (Hpsic)

Typowa struktura wewnątrz pieca strzelającego biodra
Typowa struktura wewnątrz pieca strzelającego biodra

Przegląd procesu

Gorące isostatyczne spiekanie (BIODRO) jest stworzenie materiału (proszek, Kościelne lub spiekane ciało) W procesie ogrzewania przechodzi różne zrównoważone ciśnienie, z obojętnym argonem gazowym lub azotem jako pożywką przenoszenia ciśnienia, za pomocą wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia w celu promowania wspólnego działania zagęszczenia procesu.

Proces bioder można podzielić na dwie kategorie:

1) proszki ceramiczne zamknięte bezpośrednio po spiekaniu biodra, TJ., Zestaw pakietu procesu biodra;

2) przez surowiec przez formowanie (Różnorodność ceramiki) Proces formowania może być), wstępnie odinformowane w celu osiągnięcia pewnej gęstości, Materiał nie jest otwartym stanem porów, a następnie przy wysokiej temperaturze biodra i wysokim ciśnieniu po leczeniu.

Charakterystyka

  • Wysoka gęstość, drobne ziarna, Najwyższe właściwości mechaniczne.
  • Ograniczenia: Wysoki koszt, złożone oprzyrządowanie, Ograniczona złożoność komponentów.

Spiekanie spiekania w osoczu węgliku krzemowego (SPSSIC)

Wyładowanie ceramiki z węglików krzemowych spiekanych w osoczu
Wyładowanie ceramiki z węglików krzemowych spiekanych w osoczu

Szybkie i wydajne spiekanie materiałów w niskich temperaturach można osiągnąć za pomocą spiekania plazmy wyładowczej (SP).

Po pierwsze, Surowiec jest umieszczony w formie grafitowej (Chociaż spiekanie w osoczu rozładowania jest podobne do nacisku na gorąco, nie używa pośredniego ogrzewania przez generator ciepła, ale prąd ogrzewa formę i proszek), a następnie temperatura jest gwałtownie podwyższona, a kęs jest poddawany ciśnieniu i prądowi pulsacyjnego DC, a spiekanie jest zakończone w krótkim czasie (Kiedy prąd jest bardzo wysoki, wytwarza ciepło joule i plazmę w próbce, a szybkie zagęszczenie osiąga się w obrębie 10 min). (Kiedy prąd jest wysoki, Ciepło joule i osocze są generowane w próbce, i szybkie zagęszczenie jest osiągane w obrębie 10 min, z względną gęstością 98-99.5%).

W porównaniu z konwencjonalnymi technikami spiekania do przygotowania ceramiki węglika o wysokiej gęstości, spiekanie plazmy wyładowcze ma szybszą szybkość ogrzewania, niższa temperatura spiekania, i krótszy czas spiekania. Naraz, Ze względu na bardzo krótki czas spiekania spiekania plazmy, Wzrost ziarna materiału ceramicznego jest ograniczony, dzięki czemu można utrzymać drobne i jednolite ziarna. Podobne do nacisku na gorąco i nacisku izostatyczne, Można to zrobić w mniej dużych rozmiarach.

Wniosek

Ceramika z węglików krzemowych wykazuje niezwykłą wszechstronność w różnych branżach, z procesami produkcyjnymi dyktującymi ich ostateczne nieruchomości i zastosowania. Wiązanie reakcji (RBSIC/SISIC) priorytetyzuje opłacalność i skalowalność dla dużych, skomplikowane komponenty, podczas spiekania bez presji (SSIC/LSIC) wyróżnia się produkcją wysokiej czystości, części odporne na zużycie. Rekrystalizowane sic (RSIC) rozwija się w ekstremalnych środowiskach termicznych i korozyjnych ze względu na jego ultra wysoką czystość i porowatą strukturę, podczas gdy sic na gorąco (HP sic) oferuje doskonałą wydajność mechaniczną dla wyspecjalizowanych, Komponenty w kształcie prostego. Pojawiające się techniki, takie jak spiekanie plazmy iskrowej. Inżynierowie muszą zrównoważyć takie czynniki, jak warunki pracy, Materialna czystość, Złożoność geometryczna, i budżet, aby wybrać optymalny wariant SIC, Zapewnienie dostosowania się do określonych wymagań przemysłowych i postępowanie granic technologicznych.

Powiązane posty

Poproś o wycenę

Wszystkie podane informacje będą poufne.
Zainteresowany naszymi produktami? Proszę wysłać swoje zapytanie w poniższym formularzu: