Le ceramiche al carburo di silicio presentano elevata resistenza alle alte temperature, resistenza all'ossidazione ad alta temperatura, buona resistenza all'usura, buona stabilità termica, basso coefficiente di dilatazione termica, elevata conduttività termica, elevata durezza, resistenza agli shock termici, resistenza alla corrosione chimica e altre eccellenti proprietà. Sono ampiamente utilizzate in ambito automobilistico, meccanizzato, ambientale, aerospaziale, elettronico, energetico e in altri settori, ed è diventata una ceramica strutturale insostituibile con prestazioni eccellenti in molti settori industriali. Ora lasciate che ve lo mostri!
Sinterizzazione senza pressione
La sinterizzazione senza pressione è considerata il metodo più promettente per la sinterizzazione del SiC. In base ai diversi meccanismi di sinterizzazione, la sinterizzazione senza pressione può essere suddivisa in sinterizzazione in fase solida e sinterizzazione in fase liquida. Attraverso β-SiC ultra-fine, è stata aggiunta contemporaneamente una quantità adeguata di B e C (contenuto di ossigeno inferiore al 2%) alla polvere di SiC, e la s. proehazka è stata sinterizzata in un corpo sinterizzato di SiC con densità superiore al 98% a 2020 °C. A. Mulla et al., Al₂O₂ e Y₂O₂ sono stati utilizzati come additivi e sinterizzati a 1850-1950 °C per 0,5 μm di β-SiC (la superficie delle particelle contiene una piccola quantità di SiO₂). La densità relativa delle ceramiche di SiC ottenute è superiore al 95% della densità teorica e la granulometria è piccola, mentre la dimensione media è di 1,5 micron.
Sinterizzazione a caldo
Il SiC puro può essere sinterizzato in modo compatto solo ad altissima temperatura senza additivi di sinterizzazione, quindi molti implementano il processo di sinterizzazione a caldo per il SiC. Sono stati pubblicati numerosi studi sulla sinterizzazione a caldo del SiC con l'aggiunta di additivi di sinterizzazione. Alliegro et al. hanno studiato l'effetto di boro, alluminio, nichel, ferro, cromo e altri additivi metallici sulla densificazione del SiC. I risultati mostrano che alluminio e ferro sono gli additivi più efficaci per promuovere la sinterizzazione a caldo del SiC. FFlange ha studiato l'effetto dell'aggiunta di diverse quantità di Al₂O₂ sulle proprietà del SiC pressato a caldo. Si ritiene che la densificazione del SiC pressato a caldo sia correlata al meccanismo di dissoluzione e precipitazione. Tuttavia, il processo di sinterizzazione a caldo può produrre solo componenti in SiC di forma semplice. La quantità di prodotti ottenuti con il processo di sinterizzazione a caldo monouso è molto ridotta, il che non favorisce la produzione industriale.
Sinterizzazione isostatica a caldo
Per superare le carenze del processo di sinterizzazione tradizionale, sono stati utilizzati additivi di tipo B e C ed è stata adottata la tecnologia di sinterizzazione a pressatura isostatica a caldo. A 1900 °C, si sono ottenute ceramiche cristalline fini con una densità superiore a 98, e la resistenza alla flessione a temperatura ambiente poteva raggiungere i 600 MPa. Sebbene la sinterizzazione a pressatura isostatica a caldo possa produrre prodotti in fase densa con forme complesse e buone proprietà meccaniche, la sinterizzazione deve essere sigillata, il che è difficile da ottenere per la produzione industriale.
Sinterizzazione di reazione
Il carburo di silicio sinterizzato per reazione, noto anche come carburo di silicio autolegante, si riferisce al processo in cui la billetta porosa reagisce con una fase gassosa o liquida per migliorarne la qualità, ridurne la porosità e sinterizzare i prodotti finiti con una certa resistenza e precisione dimensionale. Polvere di α-SiC e grafite vengono miscelate in una certa proporzione e riscaldate a circa 1650 °C per formare una billetta quadrata. Allo stesso tempo, il Si penetra nella billetta attraverso il Si gassoso e reagisce con la grafite per formare β-SiC, combinato con le particelle di α-SiC esistenti. Quando il Si è completamente infiltrato, è possibile ottenere il corpo sinterizzato per reazione con densità completa e dimensioni senza ritiro. Rispetto ad altri processi di sinterizzazione, la variazione dimensionale della sinterizzazione per reazione nel processo di densificazione è minima e i prodotti possono essere preparati con dimensioni precise. Tuttavia, la presenza di una grande quantità di SiC nel corpo sinterizzato peggiora le proprietà ad alta temperatura della ceramica SiC sinterizzata per reazione.
Data di pubblicazione: 08-06-2022