SIC seramik nedir?

Sic seramikson derece yüksek sertlik, ısı direnci ve kimyasal stabilite içeren silikon (SI) ve karbon (C) elemanlarının reaksiyonu ile üretilen bir seramik malzemedir. Sadece endüstride kapsamlı uygulamalara sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek teknoloji alanında da önemli bir konuma sahiptir.

SIC seramiklerinin özellikleri ve özellikleri

1. Yüksek sertlik

SIC seramiklerinin sertliği son derece yüksektir, sadece elmasınkinden ikincisidir. Mohs sertliği 9'a ulaşır, bu da onu diğer yumuşak malzemeleri kolayca giyebilir ve kesebilir. Bu nedenle, SIC seramikleri genellikle kesme aletleri, aşınmaya dayanıklı bileşenler ve aşınma direnci gerektiren diğer uygulamalar üretmek için kullanılır.

2. Yüksek ısı direnci

Silikon karbür mükemmel yüksek sıcaklık stabilitesine sahiptir ve 1600 ℃ üzerindeki yüksek sıcaklık ortamlarında fiziksel ve kimyasal özelliklerinin stabilitesini koruyabilir. Bu, SIC seramiklerinin motor bileşenleri ve kazan malzemeleri gibi yüksek sıcaklıklardaki uygulamalarda yeri doldurulamaz avantajlara sahip olmasını sağlar.

3. Mükemmel kimyasal stabilite

SIC seramikleri çoğu asidik ve alkalin çözeltisine ve aşındırıcı gazlara karşı güçlü bir dirence sahiptir. Bu, kimya mühendisliği ve metalurji gibi endüstrilerdeki yüksek aşındırıcı ortamlarda yaygın olarak uygulanmasını sağlamıştır.

4. Düşük yoğunluk

SIC seramikleri yüksek sertlik ve güçlü ısı direncine sahip olsa da, yoğunlukları nispeten düşüktür ve iyi hafif özelliklere sahiptirler. Bu özellikle hafif malzemeler gerektiren havacılık ve otomotiv endüstrileri için önemlidir.

SIC seramiklerinin sinterleme süreci büyük önem taşımaktadır. Çok sayıda araştırmacı tarafından kapsamlı araştırma ve keşifler yoluyla, basınçsız sinterleme, sıcak presleme sinterleme, reaksiyon sinterleme, sıcak izostatik presleme sinterleme ve daha fazlası dahil olmak üzere çeşitli sinterleme teknikleri geliştirilmiştir.

Basınçsız sinterleme

Basınçsız sinterleme, SIC için en umut verici sinterleme yöntemi olarak kabul edilir. Farklı sinterleme mekanizmalarına göre, basınçsız sinterleme katı faz sinterleme ve sıvı faz sinterlemeye bölünebilir. Ultrafin β-SIC tozuna aynı anda uygun miktarda B ve C (% 2'den az oksijen içeriği ile) ekleyerek,% 98'den yüksek yoğunluğa sahip SIC sinterlenmiş gövde 2020 ℃ 'de sinterlenecektir.

Sıcak preslenmiş sinterleme

Saf sic, herhangi bir sinterleme katkı maddesi olmadan çok yüksek sıcaklıklarda yoğun bir şekilde sinterlenmiş olabilir. Bu nedenle, birçok kişi SIC için sıcak basan sinterleme süreçleri uygular. Alüminyum ve demir, SIC'nin sıcak basan sinterlemesini teşvik etmek için en etkili katkı maddeleridir. Ek olarak, sıcak basan sinterleme işlemi sadece basit şekillere sahip SIC parçaları üretebilir ve tek seferlik sıcak basan sinterleme işlemi tarafından üretilen ürün miktarı çok küçüktür, bu da endüstriyel üretime elverişli değildir.

Reaktif sinterleme

Kendi kendine bağlı silikon karbür olarak da bilinen reaksiyon-ekstreli silikon karbür, gözenekli çelik kütlelerin kütüklerin kalitesini iyileştirmek, gözenekliliği azaltmak ve bitmiş ürünleri belirli mukavemet ve boyutsal doğrulukla sinterlemek için gözenekli çelik kütüklerin gaz veya sıvı fazlarla reaksiyona girdiği işlemi ifade eder. A-Sic tozu, belirli bir oranda grafit ile karıştırılır ve bir kütük oluşturmak için yaklaşık 1650 ℃ 'ye ısıtılır. Bu arada, gaz fazı Si'ye nüfuz eder veya kütüklere nüfuz eder, β-sic oluşturmak için grafit ile reaksiyona girer ve mevcut a-sic parçacıkları ile birleşir. SI tamamen sızdığında, tam yoğunluğa sahip reaktif sinterlenmiş bir gövde ve boyutsal büzülme elde edilemez. Diğer sinterleme işlemleri ile karşılaştırıldığında, yoğunlaştırma işlemi sırasında reaksiyon sinterlemesinin boyutsal değişimi nispeten küçüktür ve hassas boyutlara sahip ürünler üretilebilir. Bununla birlikte, sinterlenmiş vücutta büyük miktarda sic varlığı, reaksiyon-ekstreli SIC seramiklerinin yüksek sıcaklık performansını bozar.

İzostatik presleme sinterleme

Geleneksel sinterleme sürecinin eksikliklerinin üstesinden gelmek için sıcak izostatik presleme sinterleme teknolojisi benimsenmiştir. 1900 ℃ durumunda, 98'den büyük yoğunluğa sahip ince kristal faz seramikleri elde edildi ve oda sıcaklığında bükülme mukavemeti 600MPA'ya ulaşabilir. Sıcak izostatik presleme sinterleme, iyi mekanik özelliklere sahip karmaşık şekilli ve yoğun faz ürünleri üretebilse de, kalça sinterleme boşluğu kapatmalı ve endüstriyel üretim elde etmeyi zorlaştırmalıdır.