SiC सिरॅमिक्स तयार करण्याची प्रक्रिया

सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिकस्ट्रक्चरल सिरेमिकमध्ये सर्वाधिक वापरल्या जाणाऱ्या सामग्रीपैकी एक आहे. त्यांचा तुलनेने कमी थर्मल विस्तार, उच्च विशिष्ट सामर्थ्य, उच्च औष्णिक चालकता आणि कडकपणा, पोशाख प्रतिरोध आणि गंज प्रतिकार आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, 1650 डिग्री सेल्सिअस तापमानातही चांगली कामगिरी राखण्याची त्यांची क्षमता, सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्स विविध क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्ससाठी सामान्य सिंटरिंग पद्धतींमध्ये हे समाविष्ट आहे: प्रेशरलेस सिंटरिंग, रिॲक्शन सिंटरिंग आणि रिक्रिस्टलायझेशन सिंटरिंग.

1. प्रतिक्रिया-सिंटर्ड SiC(RBSiC)

रिॲक्शन सिंटरिंगमध्ये कार्बनचे स्त्रोत सिलिकॉन कार्बाइड पावडरमध्ये मिसळणे, कॉम्पॅक्ट तयार करणे आणि नंतर द्रव सिलिकॉनला उच्च तापमानात कॉम्पॅक्टमध्ये घुसण्याची परवानगी देणे आणि कार्बनशी प्रतिक्रिया देऊन β-SiC तयार करणे, घनता साध्य करणे समाविष्ट आहे. हे जवळपास-शून्य संकोचन प्रदर्शित करते, ज्यामुळे ते मोठ्या आणि जटिल भागांसाठी योग्य बनते. हे कमी सिंटरिंग तापमान आणि कमी किमतीचा अभिमान बाळगते, परंतु फ्री सिलिकॉन उच्च-तापमान कामगिरी कमी करू शकते.

रिॲक्शन-सिंटर्ड SiC हे उच्च सामर्थ्य, गंज प्रतिकार आणि ऑक्सिडेशन प्रतिरोध यांसारख्या उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्मांसह एक अत्यंत आकर्षक स्ट्रक्चरल सिरॅमिक आहे. शिवाय, यात कमी सिंटरिंग तापमान, कमी सिंटरिंग खर्च आणि जवळ-निव्वळ आकाराची वैशिष्ट्ये आहेत.

प्रतिक्रिया सिंटरिंग प्रक्रिया सोपी आहे. ग्रीन बॉडी तयार करण्यासाठी कार्बन स्त्रोत आणि SiC पावडर यांचे मिश्रण करणे, नंतर, उच्च-तापमानाच्या केशिका शक्ती अंतर्गत, छिद्रयुक्त हिरव्या शरीरात वितळलेले सिलिकॉन घुसवणे समाविष्ट आहे. हा वितळलेला सिलिकॉन ग्रीन बॉडीच्या आतील कार्बन स्त्रोताशी β-SiC फेज तयार करण्यासाठी प्रतिक्रिया देतो, जो एकाच वेळी मूळ α-SiC शी घट्ट बांधतो. उर्वरित छिद्र वितळलेल्या सिलिकॉनने भरलेले असतात, त्यामुळे सिरेमिक सामग्रीचे घनता प्राप्त होते. सिंटरिंग दरम्यान, आकार कमी केला जातो, जवळ-निव्वळ-आकार तयार होतो, आवश्यकतेनुसार जटिल आकार तयार करण्यास अनुमती देते. म्हणून, विविध सिरेमिक उत्पादनांच्या औद्योगिक उत्पादनात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

ऍप्लिकेशन्सच्या बाबतीत, उच्च-तापमान भट्टीचे फर्निचर साहित्य, तेजस्वी नळ्या, हीट एक्सचेंजर्स आणि डिसल्फरायझेशन नोझल्स हे रिॲक्शन-सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्सचे वैशिष्ट्यपूर्ण अनुप्रयोग आहेत. शिवाय, सिलिकॉन कार्बाइडच्या थर्मल विस्ताराच्या कमी गुणांकामुळे, उच्च लवचिक मॉड्यूलस आणि जवळ-निव्वळ-आकाराच्या वैशिष्ट्यांमुळे, प्रतिक्रिया-सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड देखील स्पेस मिररसाठी एक आदर्श सामग्री आहे. याव्यतिरिक्त, वेफर आकार आणि उष्णता उपचार तापमानात वाढ झाल्यामुळे, प्रतिक्रिया-सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड हळूहळू क्वार्ट्ज ग्लास बदलत आहे. उच्च-शुद्धता सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) घटक ज्यामध्ये आंशिक सिलिकॉन फेज आहे ते उच्च-शुद्धता सिलिकॉन कार्बाइड पावडर आणि उच्च-शुद्धता सिलिकॉन वापरून तयार केले जाऊ शकतात. हे घटक इलेक्ट्रॉन ट्यूब आणि सेमीकंडक्टर वेफर उत्पादन उपकरणांसाठी सपोर्ट फिक्स्चरमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

2. प्रेशरलेस-सिंटर्ड SiC(SSiC)

प्रेशरलेस सिंटरिंग हे सॉलिड-फेज आणि लिक्विड-फेज सिंटरिंगमध्ये विभागले गेले आहे: सॉलिड-फेज सिंटरिंग, बी/सी ऍडिटीव्हच्या जोडणीसह, उच्च तापमानात सॉलिड-फेज डिफ्यूजन डेन्सिफिकेशन प्राप्त करते, परिणामी उच्च-तापमानाची कार्यक्षमता चांगली होते परंतु धान्य कोअर्सनिंग होते. लिक्विड-फेज सिंटरिंगमध्ये द्रव फेज तयार करण्यासाठी Al2O3-Y2O3 सारख्या ऍडिटीव्हचा वापर केला जातो, ज्यामुळे तापमान कमी होते, परिणामी बारीक धान्य आणि जास्त कडकपणा येतो. हे तंत्रज्ञान कमी किमतीचे आहे, विविध आकारांना अनुमती देते आणि सीलिंग रिंग, बेअरिंग्ज आणि बुलेटप्रूफ चिलखत यासारख्या अचूक संरचनात्मक घटकांसाठी योग्य आहे.

SiC साठी प्रेशरलेस सिंटरिंग ही सर्वात आशाजनक सिंटरिंग पद्धत मानली जाते. ही पद्धत विविध निर्मिती प्रक्रियेसाठी अनुकूल आहे, कमी उत्पादन खर्च आहे, आकार किंवा आकाराने मर्यादित नाही आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी सर्वात सामान्य आणि सर्वात सोपी सिंटरिंग पद्धत आहे.

प्रेशरलेस सिंटरिंगमध्ये ऑक्सिजनचे ट्रेस प्रमाण असलेल्या β-SiC मध्ये बोरॉन आणि कार्बन जोडणे आणि 98% सैद्धांतिक घनतेसह सिलिकॉन कार्बाइड सिंटर्ड बॉडी मिळविण्यासाठी निष्क्रिय वातावरणात सुमारे 2000℃ वर सिंटरिंग करणे समाविष्ट आहे. या पद्धतीमध्ये सामान्यतः दोन पध्दती असतात: सॉलिड-स्टेट सिंटरिंग आणि लिक्विड-स्टेट सिंटरिंग. प्रेशरलेस सॉलिड-स्टेट सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड उच्च घनता आणि शुद्धता प्रदर्शित करते आणि विशेषतः, त्यात अद्वितीय उच्च थर्मल चालकता आणि उत्कृष्ट उच्च-तापमान सामर्थ्य आहे, ज्यामुळे मोठ्या आकाराच्या आणि जटिल-आकाराच्या सिरेमिक उपकरणांमध्ये प्रक्रिया करणे सोपे होते.

प्रेशरलेस सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड उत्पादने: (अ) सिरेमिक सील; (b) सिरेमिक बियरिंग्ज; (c) बुलेटप्रूफ प्लेट्स

ऍप्लिकेशन्सच्या बाबतीत, SiC चे प्रेशरलेस सिंटरिंग ऑपरेट करणे सोपे आहे, माफक प्रमाणात किफायतशीर आहे आणि विविध आकारांच्या सिरॅमिक भागांच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी योग्य आहे. हे परिधान-प्रतिरोधक आणि गंज-प्रतिरोधक सीलिंग रिंग्स, स्लाइडिंग बेअरिंग्ज इत्यादींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. शिवाय, दबावरहित सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्स बुलेटप्रूफ आर्मरमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात, जसे की वाहन आणि जहाजाच्या संरक्षणासाठी, तसेच नागरी तिजोरी आणि चिलखती ट्रक, त्यांची उच्च कार्यक्षमता, कमी कठोरता, उच्च कार्यक्षमता यामुळे. तुटल्यानंतर अधिक ऊर्जा शोषून घेते, आणि कमी खर्चात. बुलेटप्रूफ आर्मर सामग्री म्हणून, ते अनेक प्रभावांना उत्कृष्ट प्रतिकार दर्शवते आणि त्याचा एकंदर संरक्षणात्मक प्रभाव सामान्य सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक्सपेक्षा श्रेष्ठ आहे. हलक्या वजनाच्या दंडगोलाकार सिरॅमिक संरक्षणात्मक चिलखतमध्ये वापरल्यास, त्याचा फ्रॅक्चर पॉइंट 65 टनांपेक्षा जास्त पोहोचू शकतो, जो सामान्य सिलिकॉन कार्बाइड सिरॅमिक वापरून दंडगोलाकार सिरेमिक संरक्षणात्मक चिलखतांपेक्षा लक्षणीय संरक्षणात्मक कार्यप्रदर्शन दर्शवतो.

3. रीक्रिस्टॉल केलेले सिंटर्ड SiC सिरेमिक (R-SiC)

रीक्रिस्टलायझेशन सिंटरिंगमध्ये खडबडीत आणि सूक्ष्म SiC कण आणि उच्च-तापमान उपचार यांचा समावेश होतो. बारीक कणांचे बाष्पीभवन होऊन ते खडबडीत कणांच्या मानेवर घनीभूत होतात, ज्यामुळे धान्याच्या सीमा अशुद्धतेशिवाय एक ब्रिजिंग संरचना तयार होते. उत्पादनाची सच्छिद्रता 10-20%, चांगली थर्मल चालकता आणि थर्मल शॉक प्रतिरोध, परंतु कमी ताकद आहे. यात कोणतेही संकोचन नाही आणि सच्छिद्र भट्टी फर्निचर इत्यादींसाठी योग्य आहे.

रीक्रिस्टलायझेशन सिंटरिंग तंत्रज्ञानाने व्यापक लक्ष वेधले आहे कारण त्यास सिंटरिंग एड्स जोडण्याची आवश्यकता नाही. अति-उच्च शुद्धता, मोठ्या प्रमाणात SiC सिरेमिक उपकरणे तयार करण्यासाठी रीक्रिस्टलायझेशन सिंटरिंग ही सर्वात सामान्य पद्धत आहे. रीक्रिस्टलाइज्ड सिंटर्ड SiC सिरॅमिक्स (R-SiC) तयार करण्याची प्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहे: वेगवेगळ्या कणांच्या आकाराचे खडबडीत आणि बारीक SiC पावडर एका विशिष्ट प्रमाणात मिसळले जातात आणि स्लिप कास्टिंग, मोल्डिंग आणि एक्सट्रूजन यांसारख्या प्रक्रियेद्वारे हिरव्या कोरे तयार केले जातात. त्यानंतर, हिरवे कोरे 2200 ~ 2450 ℃ उच्च तापमानात निष्क्रिय वातावरणात सोडले जातात. शेवटी, सूक्ष्म कण हळूहळू वायूच्या टप्प्यात बाष्पीभवन करतात आणि खडबडीत कणांसह संपर्क बिंदूंवर घनीभूत होतात, ज्यामुळे R-SiC सिरॅमिक्स तयार होतात.

R-SiC उच्च तापमानात तयार होतो आणि हिऱ्यानंतर दुसऱ्या क्रमांकावर कडकपणा असतो. हे SiC चे अनेक उत्कृष्ट गुणधर्म राखून ठेवते, जसे की उच्च उच्च-तापमान सामर्थ्य, मजबूत गंज प्रतिकार, उत्कृष्ट ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि चांगला थर्मल शॉक प्रतिरोध. म्हणून, उच्च-तापमान भट्टीतील फर्निचर, हीट एक्सचेंजर्स किंवा ज्वलन नोझल्ससाठी ही एक आदर्श उमेदवार सामग्री आहे. एरोस्पेस आणि लष्करी क्षेत्रात, एरोस्पेस वाहनांचे संरचनात्मक घटक, जसे की इंजिन, टेल फिन्स आणि फ्यूजलेज तयार करण्यासाठी पुन्हा-क्रिस्टॉल केलेले सिलिकॉन कार्बाइड वापरले जाते. त्याच्या उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्मांमुळे, गंज प्रतिकार आणि प्रभाव प्रतिरोधकतेमुळे, ते एरोस्पेस वाहनांचे कार्यप्रदर्शन आणि सेवा जीवन मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकते.

Semicorex सानुकूलित ऑफरSiC उत्पादने. आपल्याकडे काही चौकशी असल्यास किंवा अतिरिक्त तपशीलांची आवश्यकता असल्यास, कृपया आमच्याशी संपर्क साधण्यास अजिबात संकोच करू नका.
संपर्क फोन # +86-13567891907
ईमेल: sales@semicorex.com