Pokary arassa kremniy karbid keramiki taýýarlaýyş tehnologiýalarynda ösüşler

Purokary arassa kremniy karbid (SiC) keramika, ýarymgeçiriji, howa we himiýa pudaklarynda ajaýyp ýylylyk geçirijiligi, himiki durnuklylygy we mehaniki güýji sebäpli möhüm komponentler üçin ideal material hökmünde ýüze çykdy. Performanceokary öndürijilikli, pes hapalanan keramiki enjamlara bolan islegiň artmagy bilen, ýokary arassa SiC keramikasy üçin täsirli we ulaldylan taýýarlyk tehnologiýalarynyň ösdürilmegi dünýä gözleg merkezine öwrüldi. Bu kagyz, arassalaýjy mehanizmleri, esasy parametrleri, maddy aýratynlyklary we bar bolan kynçylyklary ara alyp maslahatlaşmak bilen ýokary arassalykly SiC keramikasy üçin häzirki esasy taýýarlyk usullaryny yzygiderli gözden geçirýär.


SiC 陶瓷在军事和工程领域的应用

SiC keramikasynyň harby we in engineeringenerçilik ugurlarynda ulanylyşy

Häzirki wagtda ýokary arassalykly SiC keramiki komponentleri kremniý wafli önümçilik enjamlarynda giňden ulanylýar, okislenme, daşbasma, efir we ion implantasiýasy ýaly esasy proseslere gatnaşýar. Wafli tehnologiýasynyň ösmegi bilen wafli ululyklarynyň köpelmegi möhüm tendensiýa öwrüldi. Häzirki esasy akym wafli ululygy 300 mm bolup, çykdajy bilen önümçilik kuwwatynyň arasynda gowy deňagramlylygy gazanýar. Şeýle-de bolsa, Muruň kanuny bilen 450 mm wafli köpçülikleýin öndürmek gün tertibinde. Uly wafli, adatça, ulalmaga we deformasiýa garşy durmak üçin has ýokary gurluş güýjüni talap edýär, bu bolsa uly göwrümli, ýokary güýçli, ýokary arassa SiC keramiki böleklerine bolan islegi hasam artdyrýar. Soňky ýyllarda goşmaça önümçilik (3D çap etmek), hiç hili galyplary talap etmeýän çalt prototip tehnologiýasy hökmünde, gatlak gurluşy we çeýe dizaýn mümkinçilikleri sebäpli çylşyrymly gurluşly SiC keramiki bölekleriniň ýasalmagynda ägirt uly mümkinçilikleri görkezdi we giňden ünsi çekdi.

Bu kagyz, arassalaýyş mehanizmlerine, amallary optimizasiýa strategiýalaryna, maddy öndürijilik aýratynlyklaryna we senagat amaly perspektiwalaryna ünsi jemläp, ýokary arassa SiC keramikasy üçin gaýtadan dikeldiş sintezlemek, basyşsyz sinterlemek, gyzgyn basyş, uçgun plazma sintezi we goşmaça önümçilik üçin bäş sany wekil taýýarlyk usulyny yzygiderli seljerer.

 

高纯碳化硅需求成分

Purokary arassa kremniy karbid çig mal talaplary

 

I. Gaýtadan gurnamak

 

Gaýtadan gurlan kremniý karbidi (RSiC), ýokary arassalykly SiC materialy bolup, 2100–2500 ° C ýokary temperaturada kömekçi enjamlary ulanmazdan taýýarlanýar. Fredriksson XIX asyryň ahyrynda gaýtadan gurnamak hadysasyny ilkinji gezek açany bäri, RSiC arassa däne araçäkleri we aýna fazalaryň we hapalaryň ýoklugy sebäpli uly ünsi çekdi. SiC ýokary temperaturada bugyň basyşyny görkezýär we sinterleme mehanizmi ilkinji nobatda bugarmak-kondensasiýa prosesini öz içine alýar: inçe däneler bugarýar we has uly däneleriň üstünde ýerleşdirilýär, boýnuň ösmegine we däneleriň arasynda göni baglanyşyga kömek edýär we şeýlelik bilen maddy güýji ýokarlandyrýar.

 

1990-njy ýylda Kriegesmann, 2200 ° C-de süýşmek guýmalaryny ulanyp, otnositel dykyzlygy 79.1% bolan RSiC taýýarlady, kesişýän dänelerden we gözeneklerden ybarat mikrostrukturany görkezýär. Netijede, Yi we başgalar. ýaşyl jisimleri taýýarlamak üçin jel guýmakdan peýdalanyp, 2450 ° C-de süzüp, köp dykyzlygy 2,53 g / sm³ we flexural güýji 55,4 MPa bolan RSiC keramikasyny aldy.

 

RSiC 的 SEM 断裂表面

RSiC-iň SEM döwük üstü

 

Dykyz SiC bilen deňeşdirilende, RSiC pes dykyzlygy (takmynan 2,5 g / sm³) we takmynan 20% açyk gözenekliligi bolup, ýokary güýçli programmalarda işleýşini çäklendirýär. Şonuň üçin RSiC-iň dykyzlygyny we mehaniki aýratynlyklaryny gowulandyrmak esasy gözleg merkezine öwrüldi. Sung we ş.m. eredilen kremniniň uglerod / β-SiC garyşyk kompaktlaryna aralaşmagyny we 2200 ° C derejesinde gaýtadan gurulmagyny, α-SiC gödek dänelerinden düzülen tor gurluşyny üstünlikli gurmagy teklip etdi. Netijede RSiC dykyzlygy 2,7 g / sm³ we ýokary temperaturada ajaýyp mehaniki durnuklylygy saklap, 134 MPa flexural güýç gazandy.

 

Dykyzlygyny has-da ýokarlandyrmak üçin Guo we başg. RSiC-ni köp bejermek üçin polimer infiltrasiýa we piroliz (PIP) tehnologiýasy ulanyldy. PCS / ksilen erginlerini we SiC / PCS / ksilen süýümlerini infiltrant hökmünde ulanmak, 3–6 PIP siklinden soň, çeýe güýji bilen birlikde RSiC-iň dykyzlygy ep-esli gowulaşdy (2,90 g / sm³ çenli). Mundan başga-da, PIP we gaýtadan gurnamagy birleşdirýän siklik strategiýany teklip etdiler: 1400 ° C-de piroliz, soň bolsa 2400 ° C-de gaýtadan dikeltmek, bölejikleriň böwetlerini netijeli arassalamak we gözenekliligi azaltmak. Iň soňky RSiC materialy dykyzlygy 2,99 g / sm³ we flexural kuwwaty 162.3 MPa bolup, ajaýyp toplumlaýyn öndürijiligi görkezdi.

 

经过聚合物浸渍和热解 (PIP) - 重结晶循环的抛光 RSiC 的微观结构演变的 SEM :初始 RSiC (A) 、第一次 PIP- 重结晶循环后 (B) 和第三次循环后 (C))

Polimer emdirilenden we pirolizden (PIP) -kristalizasiýa sikllerinden soň ýalpyldawuk RSiC-iň mikrostruktura ewolýusiýasynyň SEM şekilleri: Ilkinji RSiC (A), ilkinji PIP-gaýtadan dikeldiş siklinden (B) we üçünji aýlawdan (C) soň

 

II. Basyşsyz sinter

 

Basyşsyz süzgüçli kremniy karbid (SiC) keramika, adatça ýokary arassalygy, ultrafin SiC poroşokyny çig mal hökmünde taýýarlanýar, az mukdarda süzgüç gurallary goşulýar we inert atmosferada ýa-da wakuumda 1800–2150 ° C-de süzülýär. Bu usul uly göwrümli we çylşyrymly gurluşly keramiki komponentleri öndürmek üçin amatlydyr. Şeýle-de bolsa, SiC ilkinji nobatda birek-birege bagly bolany üçin, öz-özüni ýaýratmak koeffisiýenti gaty pes bolup, sintezleýji gurallar bolmazdan dykyzlygy kynlaşdyrýar.

 

Süzgüç mehanizmine esaslanyp, basyşsyz sinteri iki kategoriýa bölmek bolar: basyşsyz suwuk fazaly sinterlemek (PLS-SiC) we basyşsyz gaty ýagdaý sinteriýasy (PSS-SiC).

 

1.1 PLS-SiC (Suwuk-faza sinteri)

 

PLS-SiC, adatça, suwuk fazany emele getirmek üçin bölejikleriň tertipleşdirilmegine we köpçülikleýin geçirilmegine kömek edip, elektiki sintezleýji gurallaryň (Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂ we seýrek toprak oksidleri RE₂O₃) takmynan 10 wt% goşmak bilen 2000 ° C-den pes süzülýär. Bu amal senagat derejeli SiC keramikasy üçin amatly, ýöne suwuk fazaly sinter arkaly ýokary arassalykly SiC gazanylandygy barada habar ýok.

 

1.2 PSS-SiC (Gaty döwlet sinteri)

 

PSS-SiC goşundylaryň takmynan 1 wt% -i bilen 2000 ° C-den ýokary temperaturada gaty berkleşmegi öz içine alýar. Bu amal, esasan, ýerüsti energiýany azaltmak we dykyzlaşmagy gazanmak üçin ýokary temperatura bilen hereket edýän atom diffuziýasyna we däne tertipleşdirilmegine esaslanýar. BC (bor-uglerod) ulgamy däne araçäk energiýasyny peseldip we SiO₂-ny SiC ýüzünden aýryp bilýän umumy goşundy kombinasiýasydyr. Şeýle-de bolsa, BC adaty goşundylary köplenç galyndy hapalary girizýär, SiC arassalygyny peseldýär.

 

Goşundy mazmunyna gözegçilik etmek arkaly (B 0,4 wt. Mikrostrukturada däne araçäklerinde ownuk gözenekler we däne içindäki grafit bölejikleri bolan sütün däneleri (uzynlygy 450 µm-dan ýokary) görkezildi. Keramika 443 ± 27 MPa çeýe güýjini, 420 ± 1 GPa elastik modulyny we otag temperaturasynyň aralygynda 600 ° C çenli 3,84 × 10⁻⁶ K⁻¹ ýylylyk giňelme koeffisiýentini görkezdi we umumy öndürijiligini görkezdi.

 

PSS-SiC 的微观结构: (A) 抛光和 NaOH 腐蚀后的 SEM 图像; (BD) 抛光和蚀刻后的 BSD 图像

PSS-SiC-iň mikrostrukturasy: (A) süpürilenden we NaOH ýuwulandan soň SEM şekili; (BD) BSD şekilleri ýuwup we ýuwandan soň

 

III. Gyzgyn basmak

 

Gyzgyn basmak (HP) sinterlemek, ýokary temperatura we ýokary basyşly şertlerde poroşok materiallaryna ýylylygy we birkemsiz basyşy şol bir wagtda ulanýan dykyzlandyryş usulydyr. Pressureokary basyş gözenegiň emele gelmegini ep-esli derejede saklaýar we däne ösmegini çäklendirýär, ýokary temperatura bolsa däne birleşmegine we dykyz gurluşlaryň emele gelmegine kömek edýär, netijede ýokary dykyzlykly, ýokary arassa SiC keramikasyny öndürýär. Basyşyň ugrukdyryjy häsiýeti sebäpli, bu amal mehaniki we geýim aýratynlyklaryna täsir edip, däne anizotropiýasyna sebäp bolýar.

 

Arassa SiC keramikasy, ultramelewşe basyşly süzgüç talap edip, goşundylar bolmazdan dykyzlamak kyn. Nadeau we başgalar. 2500 ° C we 5000 MPa goşundylarsyz doly dykyz SiC-ni üstünlikli taýýarlady; Gün we ş.m. 25 GPa we 1400 ° C-de 41,5 GPa çenli Wikers gatylygy bolan β-SiC köpçülikleýin materiallary aldy. 4 GPa basyşyny ulanyp, takmynan 98% we 99% dykyzlygy bolan SiC keramika, 35 GPa gatylygy we 450 GPa elastik modul degişlilikde 1500 ° C we 1900 ° C derejesinde taýýarlandy. Mikron ululykdaky SiC poroşokyny 5 GPa we 1500 ° C derejesinde süzmek, 31,3 GPa gatylygy we degişlilikde dykyzlygy 98,4% bolan keramika öndürdi.

 

Bu netijeler ultra ýokary basyşyň goşundysyz dykyzlygy gazanyp biljekdigini görkezýän hem bolsa, zerur enjamlaryň çylşyrymlylygy we ýokary bahasy senagat önümlerini çäklendirýär. Şonuň üçin amaly taýýarlykda, yzygiderli hereketlendiriji güýji güýçlendirmek üçin yz goşundylary ýa-da poroşok granulýasiýasy ulanylýar.

 

Goşundy hökmünde 4 wt.% Fenolik rezini goşmak we 2350 ° C we 50 MPa arassalamak bilen, dykyzlygy 92% we arassalygy 99,998% bolan SiC keramikasy alyndy. Pes goşundy mukdaryny (bor kislotasy we D-fruktoza) ulanmak we 2050 ° C we 40 MPa sinterlemek, otnositel dykyzlygy> 99,5% bolan ýokary arassa SiC we bary-ýogy 556 ppm bolan B galyndy düzümi taýýarlandy. SEM suratlary, basyşsyz süzülen nusgalar bilen deňeşdirilende, gyzgyn basylan nusgalarda ownuk däneleriň, gözenekleriň azdygyny we has dykyzlygynyň bardygyny görkezdi. Flexural güýji 453,7 ± 44,9 MPa, elastik modul 444,3 ± 1,1 GPa ýetdi.

 

Saklamagyň wagtyny 1900 ° C-e uzaltmak bilen, dänäniň ululygy 1,5 mkm-dan 1,8 mk-a çenli ýokarlandy we ýylylyk geçirijiligi 155-den 167 W · m⁻¹ · K⁻¹ çenli ýokarlandy, şol bir wagtyň özünde plazma poslama garşylygy ýokarlandy.

 

1850 ° C we 30 MPa şertlerinde granulirlenen we dykylan SiC poroşokynyň gyzgyn basylmagy we çalt gyzdyrylmagy, dykyzlygy 3,2 g / sm³ we adaty temperaturadan 150–200 ° C pes bolan hiç hili goşundylar bolmazdan doly dykyz β-SiC keramika öndürdi. Keramika 2729 GPa gatylygy, döwük berkligi 5,25–5.30 MPa · m ^ 1/2 we ajaýyp süýşmäge garşylygy (9,9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ we 3,8 × 10⁻⁹ s⁻¹ 1400 ° C / 1450 ° C we 100 MPa) görkezdi.

 

(A) 抛光表面的 SEM 图像; (B) 断口的 SEM 图像; (C, D) 抛光表面的 BSD 图像

(A) ýalpyldawuk ýeriň SEM şekili; (B) döwük ýüzüniň SEM şekili; (C, D) Jaýlanan ýüzüň BSD şekili

 

Piezoelektrik keramika üçin 3D çaphana gözleginde, emele gelmegine we öndürijiligine täsir edýän esasy faktor hökmünde keramiki süýümler içerde we halkara derejede esasy ünsi özüne çekdi. Häzirki gözlegler, köplenç poroşok bölejikleriniň ululygy, süýümli ýapyşyklygy we gaty mazmuny ýaly parametrleriň soňky önümiň emele geliş hiline we piezoelektrik aýratynlyklaryna ep-esli derejede täsir edýändigini görkezýär.

 

Gözlegleriň netijesinde, mikron-, submikron- we nano ululykdaky barium titanat tozanlaryny ulanyp taýýarlanan keramiki süýümleriň stereolitografiýa (mysal üçin LCD-SLA) proseslerinde düýpli tapawutlary görkezýändigi anyklandy. Bölejikleriň ululygy azaldygyça, süýümli ýapyşyklyk ep-esli ýokarlanýar, nano ululykdaky poroşoklar ýelimlilik bilen milliardlarça mPa · s ýetýär. Mikron ululykdaky poroşoklar bilen çap edilen önümler, çap edilende delaminasiýa we gabyklara ýykgyn edýär, submikron we nano ululykdaky poroşoklar bolsa has durnukly emele geliş häsiýetini görkezýär. Temperatureokary temperaturaly süzgüçden soň, emele gelen keramiki nusgalar dykyzlygy 5.44 g / sm³, takmynan 200 pC / N bolan piezoelektrik koeffisiýenti we pes ýitgi faktorlary bolup, ajaýyp elektromehaniki jogap häsiýetlerini görkezýär.

 

Mundan başga-da, mikro-stereolitografiýa proseslerinde, PZT görnüşli süýümleriň gaty mazmunyny sazlamak (meselem, 75 wt.%) Dykyzlygy 7,35 g / sm³ bolan süzgüçli jisimleri öndürdi, polýak elektrik meýdançalarynda 600 pC / N çenli piezoelektrik durnuklylygy gazandy. Mikro masştabdaky deformasiýa öwezini dolmak boýunça geçirilen gözlegler, emele geliş takyklygyny ep-esli gowulandyrdy we geometrik takyklygy 80% -e çenli ýokarlandyrdy.

 

PMN-PT piezoelektrik keramikasy boýunça geçirilen başga bir gözleg, gaty mazmunyň keramiki gurluşa we elektrik aýratynlyklaryna möhüm täsir edýändigini ýüze çykardy. 80 wt% gaty mazmunda önümler keramikada aňsatlyk bilen peýda boldy; gaty mazmun 82 wt% -e çenli ýokarlandy we önümler kem-kemden ýitdi we öndürijilik ep-esli gowulaşan keramiki gurluş has arassa boldy. Keramika 82 wt% -de iň amatly elektrik häsiýetlerini görkezdi: 730 pC / N hemişelik pizzoelektrik hemişelik, 7226 deňeşdirme geçirijiligi we dielektrik ýitgisi bary-ýogy 0.07.

 

Gysgaça aýdanymyzda, keramiki süýümleriň bölejikleriniň ululygy, gaty mazmuny we reologiki aýratynlyklary diňe bir çap etmegiň durnuklylygyna we takyklygyna täsir etmän, eýsem sintezlenen jisimleriň dykyzlygyny we piezoelektrik täsirini gönüden-göni kesgitleýär we ýokary öndürijilikli 3D çap edilen piezoelektrik keramikasyna ýetmek üçin esasy parametrlere öwrülýär.

 

LCD-SLA 3D 打印 BTUV 样品的主要流程

BT / UV nusgalaryny LCD-SLA 3D çap etmegiň esasy prosesi

 

不同固含量的 PMN-PT 陶瓷的性能

Dürli gaty mazmunly PMN-PT keramikasynyň aýratynlyklary

 

IV. Uçgun plazma sinteri

 

Uçgun plazma sinteri (SPS), çalt dykyzlanmagy gazanmak üçin tozanlara bir wagtyň özünde ulanylýan impulsly tok we mehaniki basyşy ulanýan ösen sinter tehnologiýasydyr. Bu amalda tok galyby we poroşoky gönüden-göni gyzdyrýar, Joule ýylylygy we plazmany döredýär, gysga wagtyň içinde (adatça 10 minutyň içinde) netijeli sinterlemäge mümkinçilik berýär. Çalt ýyladyş ýerüsti diffuziýany öňe sürýär, uçgun akmagy bolsa adsorbsirlenen gazlary we oksid gatlaklaryny tozan ýüzlerinden aýyrmaga kömek edýär, sinteriň işleýşini gowulandyrýar. Elektromagnit meýdanlary bilen ýüze çykan elektromigrasiýa täsiri atomyň ýaýramagyny hem güýçlendirýär.

 

Adaty gyzgyn basyş bilen deňeşdirilende, SPS has göni ýyladyş ulanýar, aşaky temperaturalarda dykyzlygy üpjün edýär we inçe we birmeňzeş mikrostruktura almak üçin däne ösmegine täsir edýär. Mysal üçin:

 

  • Goşundylar bolmazdan, SiC poroşokyny çig mal hökmünde ulanyp, 2100 ° C we 70 MPa 30 minutlap süzüp, 98% degişlilikde dykyzlygy bolan nusgalary berdi.
  • 1700 ° C we 40 MPa-da 10 minut arassalamak, 98% dykyzlygy we däne ululygy 30-50 nm bolan kub SiC öndürdi.
  • 80 µm granulaly SiC poroşokyny ulanmak we 1860 ° C we 50 MPa 5 minutda sinterlemek, 98,5% degişlilikde dykyzlygy bilen ýokary öndürijilikli SiC keramikasyna, 28.5 GPa Wikers mikrohardnessine, 395 MPa flexural kuwwatyna we 4,5 MPa · m ^ 1/2 döwülmegine sebäp boldy.

 

Mikrostruktura seljermesi, süzgüç temperaturasynyň 1600 ° C-den 1860 ° C-e çenli ýokarlanmagy bilen, ýokary temperaturada doly dykyzlyga ýakynlaşyp, maddy gözenek ep-esli azaldy.

 

在不同温度下烧结的 SiC 陶瓷的微观结构:( A) 1600 ° C 、( B) 1700 ° C 、( C) 1790 ° C 和( D) 1860 ° C

SiC keramikasynyň mikrostrukturasy dürli temperaturalarda süzüldi: (A) 1600 ° C, (B) 1700 ° C, (C) 1790 ° C we (D) 1860 ° C

 

V. Goşmaça önümçilik

 

Goşmaça önümçilik (AM) ýakynda gatlak-gatlak gurluşyk prosesi sebäpli çylşyrymly keramiki komponentleri ýasamakda ägirt uly mümkinçilikleri görkezdi. SiC keramikasy üçin baglaýjy jet (BJ), 3DP, saýlama lazer sintezi (SLS), göni syýa ýazmak (DIW) we stereolitografiýa (SL, DLP) ýaly birnäçe AM tehnologiýasy işlenip düzüldi. Şeýle-de bolsa, 3DP we DIW has takyklygy bar, SLS bolsa termiki stres we ýaryklary döredýär. Munuň tersine, BJ we SL ýokary arassalygy, ýokary takyklygy çylşyrymly keramika öndürmekde has uly artykmaçlyklary hödürleýär.

 

  1. Binder Jetting (BJ)

 

BJ tehnologiýasy, baglaýjy poroşok üçin birleşdiriji gatlak sepilmegini, soň bolsa keramiki önümi almak üçin zaýalanmagy we süzmegi öz içine alýar. BJ-ni himiki buglaryň infiltrasiýasy (CVI) bilen birleşdirip, ýokary arassalygy, doly kristal SiC keramikasy üstünlikli taýýarlandy. Bu proses öz içine alýar:

 

BJ BJ ulanyp SiC keramiki ýaşyl jisimleri emele getirmek.
C 1000 ° C we 200 Torr-da CVI arkaly dykyzlaşma.
Final Iň soňky SiC keramikasynyň dykyzlygy 2,95 g / sm³, ýylylyk geçirijiligi 37 W / m · K, flexural kuwwaty 297 MPa boldy.

 

粘合剂喷射 (BJ) 打印示意图。 (A) 计算机辅助设计 (CAD) 模型, (B) BJ 原理示意图, (C) 通过 BJ 打印 SiC , (D) 通过化学气相渗透 (CVI) 实现 SiC 致密化

Heselimleýji uçaryň (BJ) çap edilmeginiň shemasy. .

 

  1. Stereolitografiýa (SL)

 

SL aşa ýokary takyklyk we çylşyrymly gurluş ýasamak mümkinçilikleri bilen UV-bejeriş esasly keramiki emele getiriş tehnologiýasydyr. Bu usul fotopolimerizasiýa arkaly 3D keramiki ýaşyl jisimleri emele getirmek üçin ýokary gaty mazmunly we pes ýapyşykly fotosensiw keramiki süýümleri ulanýar, soň bolsa soňky önümi almak üçin peselmek we ýokary temperatura sinterlemek.

 

35 vol.% SiC süýümini ulanyp, 405 nm UV şöhlelenmesinde ýokary hilli 3D ýaşyl jisimler taýýarlandy we 800 ° C we PIP bejergisinde polimer ýanmagy arkaly has dykyzlandy. Netijeler, 35 vol %% süýüm bilen taýýarlanan nusgalaryň otnositel dykyzlygynyň 84,8% -e ýetendigini, 30% we 40% gözegçilik toparlaryndan ýokarydygyny görkezdi.

 

Düwürtigi üýtgetmek üçin lipofil SiO₂ we fenolik epoksi rezini (PEA) girizmek bilen, fotopolimerizasiýa netijeliligi ýokarlandy. 4 sagatda 1600 ° C-de süzülenden soň, kislorodyň mukdary bary-ýogy 0,12% bolup, ýokary arassalygy, çylşyrymly gurluşly SiC keramikasyny okislenmezden ýa-da infiltrasiýa öňünden ädim ätmäge mümkinçilik berýän SiC-e doly öwrülişik gazanyldy.

 

打印结构及其烧结的示意图。样品在( A) 25 ° C 下干燥、( B) 1000 ° C 下热解和( C) 1600 ° C 下烧结后的外观

Çap ediş gurluşynyň şekili we sintezleýiş prosesi. (A) 25 ° C-de guradylandan soň, (B) 1000 ° C-de piroliz we (C) 1600 ° C-de sinterlenenden soň nusganyň peýda bolmagy.

 

Stereolitografiýa 3D çap etmek üçin fotosensiw Si₃N₄ keramiki süýümleri taslamak we öçüriji we ýokary temperatura garramak proseslerini ulanmak bilen, 93,3% teoretiki dykyzlygy, dartyş güýji 279,8 MPa we flexural kuwwaty 308.5–333.2 MPa bolan Si₃N₄ keramikasy taýýarlandy. Geçirilen gözlegler 45 vol.% Gaty mazmunly we 10 s täsir ediş şertlerinde IT77 derejeli bejeriş takyklygy bolan bir gatly ýaşyl jisimleriň alynyp bilinjekdigini ýüze çykardy. Heatingyladyş tizligi 0,1 ° C / min bolan pes temperaturaly peselme prosesi, erkin ýaşyl jisimleri öndürmäge kömek etdi.

 

Sintering, stereolitografiýanyň soňky işine täsir edýän esasy ädimdir. Geçirilen gözlegler keramiki dykyzlygy we mehaniki häsiýetleri netijeli gowulandyryp biljekdigini görkezýär. Eokary dykyzlykly Si₃N₄ keramikasyny taýýarlamak üçin CeO₂ sintezleýji kömekçi we elektrik meýdanlary bilen sinterlemek tehnologiýasy hökmünde ulanyp, CeO₂ däne araçäklerinde bölünip, däne araçäkleriniň süýşmegine we dykyzlanmagyna kömek etdi. Alnan keramika, Wikersiň HV10 / 10 (1347,9 ± 2.4) gatylygyny we (6.57 ± 0.07) MPa · m¹ / of döwük berkligini görkezdi. MgO - Y₂O₃ goşundylar hökmünde keramiki mikrostrukturanyň birmeňzeşligi gowulaşdy we öndürijiligi ep-esli ýokarlandyrdy. Jemi doping derejesinde 8 wt%, flexural güýç we ýylylyk geçirijiligi degişlilikde 915.54 MPa we 59.58 W · m⁻¹ · K⁻¹ ýetdi.

 

VI. Netije

 

Gysgaça aýtsak, ýokary in engineeringenerçilik keramiki materialy hökmünde ýokary arassa kremniy karbid (SiC) keramika ýarymgeçirijilerde, howa giňişliginde we aşa şertli enjamlarda giň ulanylyş mümkinçiliklerini görkezdi. Bu kagyz, dykyzlygy mehanizmleri, esasy parametrleri optimizasiýa, material öndürijiligi we degişli artykmaçlyklar we çäklendirmeler barada jikme-jik diskussiýalar bilen ýokary arassa SiC keramikasy üçin gaýtadan dikeldiş sintezi, basyşsyz sinterlemek, gyzgyn basyş, uçgun plazma sintezi we goşmaça önümçilik üçin bäş sany adaty taýýarlyk ýoluny yzygiderli seljerdi.

 

Dürli amallaryň ýokary arassalygy, ýokary dykyzlygy, çylşyrymly gurluşlary we önümçilik mümkinçiligini gazanmak nukdaýnazaryndan özboluşly aýratynlyklarynyň bardygy äşgärdir. Goşmaça önümçilik tehnologiýasy, hususan-da, stereolitografiýa we baglaýjy jet ýaly meýdanlarda gazanylan üstünlikler bilen çylşyrymly we ýöriteleşdirilen komponentleri ýasamakda güýçli potensialy görkezdi, bu ýokary arassa SiC keramiki taýýarlygy üçin möhüm ösüş ugruna öwrüldi.

 

Highokary arassa SiC keramiki taýýarlygy boýunça geljekki gözlegler has çuňňur öwrenmeli, laboratoriýa masştabyndan uly göwrümli, ýokary ygtybarly in engineeringenerçilik goşundylaryna geçmäge kömek edip, ýokary derejeli enjamlary öndürmek we geljekki nesil maglumat tehnologiýalary üçin möhüm maddy goldaw berýär.

 

XKH ýokary öndürijilikli keramiki materiallary gözlemekde we öndürmekde ýöriteleşen ýokary tehnologiýaly kärhana. Müşderiler üçin ýokary arassa kremniy karbid (SiC) keramika görnüşinde ýöriteleşdirilen çözgütleri bermäge bagyşlanýar. Kompaniýa öňdebaryjy material taýýarlamak tehnologiýalaryna we takyk gaýtadan işlemek mümkinçiliklerine eýe. Onuň işi, ýokary öndürijilikli keramiki komponentler üçin ýarymgeçirijiniň, täze energiýa, howa we beýleki meýdanlaryň berk talaplaryna laýyk gelýän ýokary arassa SiC keramikasynyň gözlegini, önümçiligini, takyk gaýtadan işlenişini we ýerüsti bejergisini öz içine alýar. Matureetişen sinterleýiş proseslerinden we goşmaça önümçilik tehnologiýalaryndan peýdalanmak bilen, müşderilere material formulasyny optimizirlemekden, çylşyrymly gurluşy emele getirmekden başlap, önümleriň ajaýyp mehaniki aýratynlyklaryna, ýylylyk durnuklylygyna we poslama garşylygy üpjün etmek üçin bir gezeklik hyzmaty hödürläp bileris.

 

https://www.xkh-semitech.com/silicon-carbide-ceramic-tray-durable-high-performance-trays-for-thermal-and-chemical-applications-product/

 


Iş wagty: Iýul-30-2025