Gốm cacbua silic có độ bền ở nhiệt độ cao, khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao, khả năng chống mài mòn tốt, độ ổn định nhiệt tốt, hệ số giãn nở nhiệt nhỏ, độ dẫn nhiệt cao, độ cứng cao, khả năng chịu sốc nhiệt, khả năng chống ăn mòn hóa học và các đặc tính tuyệt vời khác. Nó được sử dụng rộng rãi trong ngành ô tô, cơ khí, bảo vệ môi trường, công nghệ hàng không vũ trụ, điện tử thông tin, năng lượng và các lĩnh vực khác, và đã trở thành một loại gốm cấu trúc không thể thay thế với hiệu suất tuyệt vời trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Bây giờ, hãy để tôi giới thiệu cho bạn!
Thiêu kết không áp suất
Thiêu kết không áp suất được coi là phương pháp triển vọng nhất để thiêu kết SiC. Theo các cơ chế thiêu kết khác nhau, thiêu kết không áp suất có thể được chia thành thiêu kết pha rắn và thiêu kết pha lỏng. Thông qua β-SiC siêu mịn, một lượng B và C thích hợp (hàm lượng oxy nhỏ hơn 2%) được thêm vào bột SiC cùng lúc, và s. proehazka đã thiêu kết để tạo ra vật liệu SiC có mật độ cao hơn 98% ở 2020 ℃. A. Mulla et al. đã sử dụng Al2O3 và Y2O3 làm chất phụ gia và thiêu kết ở 1850-1950 ℃ để thu được β-SiC 0,5 μm (bề mặt hạt chứa một lượng nhỏ SiO2). Mật độ tương đối của gốm SiC thu được lớn hơn 95% mật độ lý thuyết, và kích thước hạt nhỏ, kích thước trung bình là 1,5 micron.
Thiêu kết ép nóng
SiC nguyên chất chỉ có thể được nung kết chặt chẽ ở nhiệt độ rất cao mà không cần bất kỳ chất phụ gia nung kết nào, vì vậy nhiều người áp dụng quy trình nung kết ép nóng cho SiC. Đã có nhiều báo cáo về việc nung kết ép nóng SiC bằng cách thêm chất trợ nung. Alliegro và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của các chất phụ gia kim loại như boron, nhôm, niken, sắt, crom và các chất khác đến quá trình nung kết SiC. Kết quả cho thấy nhôm và sắt là những chất phụ gia hiệu quả nhất để thúc đẩy quá trình nung kết ép nóng SiC. FFlange đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc thêm các lượng Al2O3 khác nhau đến tính chất của SiC ép nóng. Người ta cho rằng quá trình nung kết SiC ép nóng có liên quan đến cơ chế hòa tan và kết tủa. Tuy nhiên, quy trình nung kết ép nóng chỉ có thể sản xuất các chi tiết SiC có hình dạng đơn giản. Số lượng sản phẩm được sản xuất bằng quy trình nung kết ép nóng một lần rất nhỏ, không thuận lợi cho sản xuất công nghiệp.
Thiêu kết ép đẳng nhiệt nóng
Để khắc phục những nhược điểm của quy trình thiêu kết truyền thống, người ta đã sử dụng chất phụ gia loại B và loại C, đồng thời áp dụng công nghệ thiêu kết ép đẳng nhiệt nóng. Ở nhiệt độ 1900°C, thu được gốm tinh thể mịn với mật độ lớn hơn 98, và độ bền uốn ở nhiệt độ phòng có thể đạt 600 MPa. Mặc dù thiêu kết ép đẳng nhiệt nóng có thể tạo ra các sản phẩm pha đặc với hình dạng phức tạp và tính chất cơ học tốt, nhưng quá trình thiêu kết phải được thực hiện trong môi trường kín, điều này gây khó khăn cho sản xuất công nghiệp.
Thiêu kết phản ứng
Silic cacbua nung kết phản ứng, còn được gọi là silic cacbua tự liên kết, đề cập đến quá trình trong đó phôi xốp phản ứng với pha khí hoặc lỏng để cải thiện chất lượng phôi, giảm độ xốp và nung kết sản phẩm hoàn thiện với độ bền và độ chính xác kích thước nhất định. Lấy bột α-SiC và than chì được trộn theo tỷ lệ nhất định và nung nóng đến khoảng 1650 ℃ để tạo thành phôi vuông. Đồng thời, Si dạng khí thâm nhập hoặc thấm vào phôi và phản ứng với than chì để tạo thành β-SiC, kết hợp với các hạt α-SiC hiện có. Khi Si được thâm nhập hoàn toàn, có thể thu được vật liệu nung kết phản ứng với mật độ hoàn chỉnh và kích thước không bị co ngót. So với các quy trình nung kết khác, sự thay đổi kích thước của nung kết phản ứng trong quá trình làm đặc là nhỏ, và có thể chế tạo được sản phẩm có kích thước chính xác. Tuy nhiên, sự tồn tại của một lượng lớn SiC trong vật liệu nung kết làm cho tính chất ở nhiệt độ cao của gốm SiC nung kết phản ứng trở nên kém hơn.
Thời gian đăng bài: 08/06/2022