Co to jest ceramika sic?

Sic ceramikajest materiałem ceramicznym wytwarzanym przez reakcję elementów krzemu (SI) i węglowego (C), zawierającego wyjątkowo wysoką twardość, odporność na ciepło i stabilność chemiczną. Ma nie tylko obszerne zastosowania w przemyśle, ale także zajmuje ważną pozycję w dziedzinie zaawansowanych technologii.

Właściwości i cechy ceramiki sic

1. Wysoka twardość

Twardość ceramiki SIC jest wyjątkowo wysoka, druga tylko z twardym diamentem. Jego twardość Mohs osiąga 9, dzięki czemu jest w stanie łatwo nosić i wycinać inne miękkie materiały. Z tego powodu ceramika SIC jest często używana do produkcji narzędzi tnących, komponentów odpornych na zużycie i innych zastosowań wymagających odporności na zużycie.

2. Wysoka odporność na ciepło

Krzem krzemowy ma doskonałą stabilność w wysokiej temperaturze i może utrzymać stabilność swoich właściwości fizycznych i chemicznych w środowiskach o wysokiej temperaturze powyżej 1600 ℃. To sprawia, że ​​ceramika SIC ma niezastąpione zalety w zastosowaniach w wysokich temperaturach, takich jak komponenty silnika i materiały kotła.

3. Doskonała stabilność chemiczna

Ceramika SIC ma silną odporność na większość kwaśnych i alkalicznych roztworów oraz gazów żrących. Umożliwiło to szerokie stosowanie w wysoce korozyjnych środowiskach w branżach takich jak inżynieria chemiczna i metalurgia.

4. Niska gęstość

Chociaż ceramika SIC ma wysoką twardość i silną odporność na ciepło, ich gęstość jest stosunkowo niska i mają dobre lekkie cechy. Jest to szczególnie ważne w branżach lotniczych i motoryzacyjnych, które wymagają lekkich materiałów.

Bardzo ważne jest proces spiekania ceramiki SIC. Poprzez szeroko zakrojone badania i eksplorację przez wielu badaczy, różne techniki spiekania zostały powołane, w tym spiekanie bez presji, spiekanie gorące, spiekanie reakcji, spiekanie na gorąco izostatyczne spiekanie i wiele innych.

Spiekanie bez presji

Spiekanie bez presji jest uważane za najbardziej obiecującą metodę spiekania SIC. Zgodnie z różnymi mechanizmami spiekania, spiekanie bez ciśnienia można podzielić na spiekanie w fazie stałej i spiekanie w fazie ciekłej. Poprzez jednoczesne dodanie odpowiedniej ilości B i C (z zawartością tlenu mniejszym niż 2%) do ultraszynowego proszku β-SIC, SIC spiekane ciało o gęstości wyższej niż 98% będzie spiekane o 2020 ℃.

Gorąco spiekanie

Pure SIC można gęsto spieszyć tylko w bardzo wysokich temperaturach bez żadnych dodatków spiekania. Dlatego wiele osób wdraża procesy spiekania na gorąco dla SIC. Aluminium i żelazo są najskuteczniejszymi dodatkami do promowania spiekania SIC na gorąco. Ponadto proces spiekania na gorąco może wytwarzać tylko części SIC o prostych kształtach, a ilość produktów wytwarzanych przez jednorazowy proces spiekania na gorąco jest bardzo mały, co nie sprzyjają produkcji przemysłowej.

Spiekanie reaktywne

Wędziony krzemowy z reakcją, znany również jako samozwijany węglik krzemowy, odnosi się do procesu, w którym porowate kęse stalowe reagują z fazami gazowymi lub ciekłymi w celu poprawy jakości kęsów, zmniejszenia porowatości i spiekania gotowych produktów z pewną siłą i dokładnością wymiarową. Proszek α-SIC miesza się z grafitem w określonej proporcji i podgrzewa się do około 1650 ℃, tworząc kęs. Tymczasem przenika przez SI w fazie gazowej lub wnika do kęsa, reaguje z grafitem z utworzeniem β-SIC i łączy się z istniejącymi cząsteczkami α-SIC. Gdy SI jest w pełni infiltrowane, reaktywne spiekane ciało o całkowitej gęstości i nie można uzyskać skurczu wymiarowego. W porównaniu z innymi procesami spiekania, wymiarowa zmiana spiekania reakcji podczas procesu zagęszczania jest stosunkowo niewielka, a produkty o precyzyjnych wymiarach można wytwarzać. Jednak obecność dużej ilości SIC w spiekanym ciele niszczy wysoką temperaturę ceramiki SIC w wysokiej temperaturze.

Isostatyczne spiekanie

Aby przezwyciężyć niedociągnięcia tradycyjnego procesu spiekania, przyjmowana jest gorąca izostatyczna technologia spiekania. Pod warunkiem 1900 ℃ uzyskano drobną ceramikę fazy krystalicznej o gęstości większej niż 98, a wytrzymałość na zginanie w temperaturze pokojowej może osiągnąć 600 MPa. Chociaż spiekanie naciskane na gorące izostatyczne może wytwarzać złożone i gęste produkty fazowe o dobrych właściwościach mechanicznych, spiekanie bioder musi uszczelnić puste miejsce, co utrudnia osiągnięcie produkcji przemysłowej.