Жогорку тазалыктагы кремний карбиди (SiC) керамика өзгөчө жылуулук өткөргүчтүгү, химиялык туруктуулугу жана механикалык күчү менен жарым өткөргүч, аэрокосмостук жана химиялык өнөр жайлардын маанилүү компоненттери үчүн идеалдуу материалдар катары пайда болгон. Жогорку өндүрүмдүүлүккө ээ, булганышы аз керамикалык түзүлүштөргө болгон талаптардын өсүшү менен, жогорку тазалыктагы SiC керамика үчүн эффективдүү жана масштабдуу даярдоо технологияларын иштеп чыгуу глобалдык изилдөө борборуна айланды. Бул макалада жогорку тазалыктагы SiC керамикасын даярдоонун учурдагы негизги ыкмалары, анын ичинде кайра кристаллдашуу агломерациясы, басымсыз агломерация (PS), ысык пресстөө (HP), учкун плазмасынын агломерациясы (SPS) жана кошумча өндүрүш (AM), агломерациялоо механизмдерин, негизги параметрлерин, материалдык касиеттерин жана ар бир процесстин учурдагы көйгөйлөрүн талкуулоого басым жасалган.
Аскердик жана инженердик тармактарда SiC керамикасын колдонуу
Учурда, жогорку тазалыктагы SiC керамикалык компоненттер кремний пластинкасын өндүрүүчү жабдууларда кеңири колдонулат, алар кычкылдануу, литография, оюу жана ион имплантациялоо сыяктуу негизги процесстерге катышат. Вафли технологиясын өркүндөтүү менен, вафли өлчөмүн көбөйтүү олуттуу тенденция болуп калды. Учурдагы негизги пластинка өлчөмү 300 мм болуп, өздүк наркы менен өндүрүштүк кубаттуулуктун ортосундагы жакшы баланска жетишет. Бирок, Мурдун мыйзамына ылайык, 450 мм пластиналарды массалык түрдө өндүрүү күн тартибинде. Чоңураак пластиналар, адатта, ийрилүү жана деформацияга туруштук берүү үчүн жогорку структуралык күчтү талап кылат, андан ары ири өлчөмдөгү, жогорку бекем, таза SiC керамикалык компоненттерине өсүп жаткан суроо-талапты күчөтөт. Акыркы жылдарда кошумча өндүрүш (3D басып чыгаруу), эч кандай калыптарды талап кылбаган тез прототиптөө технологиясы катары, анын катмар-кабат курулушунан жана ийкемдүү дизайн мүмкүнчүлүктөрүнөн улам татаал структуралуу SiC керамикалык бөлүктөрүн жасоодо эбегейсиз зор потенциалды көрсөтүп, кеңири жайылган көңүлдү бурду.
Бул макалада жогорку тазалыктагы SiC керамикасын даярдоонун беш өкүлү ыкмасын системалуу түрдө талдайт - кайра кристаллдашуу агломерациялоо, басымсыз агломерациялоо, ысык пресстөө, учкун плазма агломерациялоо жана кошумчаларды өндүрүү - алардын агломерациялоо механизмдерине, процессти оптималдаштыруу стратегияларына, материалдык эффективдүүлүктөргө жана өнөр жайда колдонуу келечегине.
Жогорку тазалыктагы кремний карбиди чийки зат талаптары
I. Кайра кристаллдашуу агломерациялоо
Кайра кристаллдашкан кремний карбиди (RSiC) – 2100–2500°С жогорку температурада агломерациялоочу каражаттарсыз даярдалган жогорку тазалыктагы SiC материалы. Фредрикссон 19-кылымдын аягында кайрадан кристаллдашуу феноменин биринчи жолу ачкандан бери, RSiC таза дан чектеринен жана айнек фазаларынын жана аралашмаларынын жоктугунан улам олуттуу көңүл бурган. Жогорку температурада SiC салыштырмалуу жогорку буу басымын көрсөтөт жана анын агломерациялоо механизми биринчи кезекте буулануу-конденсация процессин камтыйт: майда бүртүкчөлөр бууланып, чоңураак дандардын беттерине кайра түшүп, моюндун өсүшүнө жана дандардын ортосундагы түз байланышка көмөктөшөт, ошону менен материалдын бекемдигин жогорулатат.
1990-жылы Кригесманн 2200°C температурада тайгаланып куюуну колдонуу менен салыштырмалуу тыгыздыгы 79,1% болгон RSiCди даярдаган, кесилишинде орой бүртүкчөлөрдөн жана тешикчелерден турган микроструктура көрсөтүлгөн. Андан кийин, Йи жана башкалар. жашыл денелерди даярдоо үчүн гель куюу колдонулуп, аларды 2450°С температурада агломерациялап, массасынын тыгыздыгы 2,53 г/см³ жана ийилүүгө бекемдиги 55,4 МПа болгон RSiC керамикасын алышкан.
RSiCдин SEM сынган бети
Жыштыгы SiC менен салыштырганда, RSiC тыгыздыгы азыраак (болжол менен 2,5 г/см³) жана 20%га жакын ачык көзөнөктүүлүккө ээ, бул анын жогорку күчтүү колдонмолордо иштөөсүн чектейт. Ошондуктан, RSiC тыгыздыгын жана механикалык касиеттерин жакшыртуу изилдөөнүн негизги багыты болуп калды. Сунг жана башкалар. эриген кремнийди көмүртек/β-SiC аралаш компакттарга инфильтрациялоону жана 2200°Cде кайра кристаллдашып, α-SiC одоно бүртүкчөлөрүнөн турган тармак структурасын ийгиликтүү курууну сунуштады. Натыйжада RSiC жогорку температурада мыкты механикалык туруктуулукту сактап, 2,7 г/см³ тыгыздыкка жана 134 МПа ийилүүчү күчкө жетишти.
тыгыздыгын дагы жогорулатуу үчүн, Guo et al. RSiC бир нече дарылоо үчүн колдонулган полимердик инфильтрация жана пиролиз (PIP) технологиясы. PCS/ксилол эритмелерин жана SiC/PCS/ксилол шламдарын инфильтрант катары колдонуу, 3–6 PIP циклинен кийин, RSiC тыгыздыгы анын ийилүүчү күчү менен бирге кыйла жакшырды (2,90 г/см³ чейин). Кошумча, алар PIP жана кайра кристаллизацияны айкалыштырган циклдик стратегияны сунушташты: 1400°Cде пиролиз, андан кийин 2400°Cде кайра кристаллдашуу, бөлүкчөлөрдүн бөгөттөрүн натыйжалуу тазалоо жана көзөнөктүүлүгүн азайтуу. Акыркы RSiC материалы 2,99 г/см³ тыгыздыкка жана 162,3 МПа ийилүүчү күчкө жетишип, мыкты комплекстүү аткарууну көрсөттү.
Полимердик импрегнация жана пиролиз (PIP) - кайра кристаллдашуу циклдеринен кийин жылмаланган RSiC микроструктурасынын эволюциясынын SEM сүрөттөрү: Баштапкы RSiC (A), биринчи PIP-рекристалдаштыруу циклинен кийин (B) жана үчүнчү циклден кийин (C)
II. Басымсыз агломерация
Басымсыз агломерацияланган кремний карбид (SiC) керамикалары, адатта, чийки зат катары жогорку тазалыктагы, өтө жука SiC порошокунан даярдалат, ага аз өлчөмдө агломерациялоочу каражаттар кошулуп, инерттүү атмосферада же 1800–2150°C вакуумда агломерацияланат. Бул ыкма ири өлчөмдөгү жана татаал структуралуу керамикалык компоненттерди өндүрүү үчүн ылайыктуу. Бирок, SiC биринчи кезекте коваленттик байланышта болгондуктан, анын өздүк диффузия коэффициенти өтө төмөн, бул агломерациялоочу каражаттарсыз тыгыздалууну кыйындатат.
Агломерациялоо механизминин негизинде басымсыз агломерацияны эки категорияга бөлүүгө болот: басымсыз суюк фазалык агломерация (PLS-SiC) жана басымсыз катуу абалда агломерациялоо (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (Суюк фазалык агломерация)
PLS-SiC адатта 2000°С төмөн температурада агломерацияланат, болжол менен массасынын 10% эвтектикалык агломерациялоочу каражаттарды (мисалы, Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂ жана сейрек кездешүүчү оксиддер RE₂O₃) кошуу менен суюк фазаны түзүү, бөлүкчөлөрдүн массалуу өтүшүнө жана диапазонуна жетишүүгө көмөктөшөт. Бул процесс өнөр жайлык деңгээлдеги SiC керамикасына ылайыктуу, бирок суюк фазалык агломерация аркылуу жетишилген жогорку тазалыктагы SiC жөнүндө эч кандай билдирүүлөр болгон эмес.
1.2 PSS-SiC (катуу абалдагы агломерация)
PSS-SiC 2000°Cден жогору температурада катуу абалдын тыгыздыгын камтыйт, болжол менен 1 масс.% кошулмалар. Бул процесс негизинен атомдук диффузияга жана беттик энергияны азайтуу жана тыгыздоого жетишүү үчүн жогорку температура менен шартталган дандын кайра түзүлүшүнө таянат. BC (бор-көмүртек) системасы дандын чек ара энергиясын төмөндөтүүгө жана SiC бетинен SiO₂ди алып салуучу кеңири таралган кошумча айкалышы. Бирок, салттуу BC кошумчалары көбүнчө SiC тазалыгын азайтып, калдыктарды киргизет.
Кошумчалардын курамын көзөмөлдөө (В 0,4 масса%, С 1,8 масса%) жана 2150°С 0,5 саат агломерациялоо аркылуу тазалыгы 99,6 масса% жана салыштырмалуу тыгыздыгы 98,4% болгон жогорку тазалыктагы SiC керамикасы алынды. Микроструктурада мамычалык бүртүкчөлөр (айрымдарынын узундугу 450 мкм ашат), дан чектеринде майда тешикчелер жана дандардын ичинде графит бөлүкчөлөрү көрсөтүлгөн. Керамика ийкемдүүлүккө 443 ± 27 МПа, ийкемдүүлүк модулу 420 ± 1 GPa жана жылуулук кеңейүү коэффициенти 3,84 × 10⁻⁶ K⁻¹ бөлмө температурасынын 600°C диапазонунда көрсөтүлүп, эң сонун жалпы көрсөткүчтү көрсөттү.
PSS-SiC микроструктурасы: (A) жылтыратуу жана NaOH оюудан кийин SEM сүрөтү; (BD) BSD сүрөттөрү жылтыратуу жана оюудан кийин
III. Ысык прессте агломерациялоо
Ыстык басуу (HP) агломерациялоо жогорку температурада жана жогорку басымдуу шарттарда порошок материалдарына жылуулук жана бир октук басымды бир эле учурда колдонгон тыгыздаштыруу ыкмасы. Жогорку басым тешикчелердин пайда болушуна олуттуу бөгөт коёт жана дандын өсүшүн чектейт, ал эми жогорку температура дандын биригишине жана тыгыз структуралардын пайда болушуна көмөктөшөт, акыры жогорку тыгыздыктагы, таза SiC керамикасын чыгарат. Пресстөөнүн багыттуу мүнөзүнөн улам бул процесс дан анизотропиясын жаратып, механикалык жана эскирүү касиеттерине таасир этет.
Таза SiC керамикасын кошумчаларсыз тыгыздаштыруу кыйын, бул өтө жогорку басымдагы агломерацияны талап кылат. Надеау жана башкалар. 2500°C жана 5000 МПада кошумчалары жок толук тыгыз SiC ийгиликтүү даярдалды; Sun жана башкалар. 25 ГПа жана 1400°Сте 41,5 ГПа чейин Vickers катуулугу менен β-SiC жапырт материалдар алынган. 4 GPa басымын колдонуу менен, SiC керамика салыштырмалуу тыгыздыгы болжол менен 98% жана 99%, катуулук 35 GPa жана ийкемдүү модулу 450 GPa 1500 ° C жана 1900 ° C, тиешелүүлүгүнө жараша даярдалган. 5 ГПа жана 1500°С микрон өлчөмүндөгү SiC порошокту агломерациялоо 31,3 ГПа катуулугу жана 98,4% салыштырмалуу тыгыздыгы менен керамика берди.
Бул жыйынтыктар өтө жогорку басым кошумчаларсыз тыгыздоого жетише аларын көрсөтсө да, талап кылынган жабдуулардын татаалдыгы жана кымбаттыгы өнөр жайлык колдонмолорду чектейт. Ошондуктан, практикалык даярдоодо, изи кошумчалары же порошок грануляциясы агломерациялоо кыймылдаткыч күчүн жогорулатуу үчүн көп колдонулат.
Кошумча катары массасы 4% фенолдук чайырды кошуп, 2350°С жана 50 МПа агломерациялоо аркылуу тыгыздашуу көрсөткүчү 92% жана тазалыгы 99,998% SiC керамика алынды. Төмөн кошумча өлчөмдөрдү (бор кислотасы жана D-фруктоза) колдонуу жана 2050°C жана 40 МПа агломерациялоо менен жогорку тазалыктагы SiC салыштырмалуу тыгыздыгы >99,5% жана В калдыктары 556 промилле гана даярдалды. SEM сүрөттөр басымсыз агломерацияланган үлгүлөргө салыштырганда, ысык пресстелген үлгүлөр майда дан, аз тешикчелер жана жогорку тыгыздыкка ээ экенин көрсөттү. ийилүү күчү 453,7 ± 44,9 МПа болгон, ийкемдүү модулу 444,3 ± 1,1 GPa жеткен.
Кармоо убактысын 1900°Cде узартуу менен дан өлчөмү 1,5 мкмден 1,8 мкмге чейин көбөйдү, ал эми жылуулук өткөрүмдүүлүк 155тен 167 Вт·m⁻¹·K⁻¹ге чейин жакшырды, ошону менен бирге плазманын коррозияга туруктуулугун жогорулатты.
1850°С жана 30 МПа шарттарында гранулдашкан жана күйдүрүлгөн SiC порошокунан ысык пресстөө жана тез ысык пресстөө эч кандай кошумчалары жок, тыгыздыгы 3,2 г/см³ жана агломерациялоо температурасы салттуу процесстерге караганда 150–200°С төмөн болгон толук тыгыз β-SiC керамикасын берди. Керамика 2729 GPa катуулукту, 5,25–5,30 МПа·м^1/2 сынууга бышыктыгын жана эң сонун сойлуу туруктуулугун көрсөттү (сулуу ылдамдыгы 9,9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ жана 3,8 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ жана 3,8 × 10⁻⁻⁹04°1С/C) жана 100 МПа).
А) жылмаланган беттин SEM сүрөтү; (B) сынык бетинин SEM сүрөтү; (C, D) жылмаланган бетинин BSD сүрөтү
Пьезоэлектрдик керамика үчүн 3D басып чыгаруу боюнча изилдөөдө керамикалык суспензия калыптандырууга жана аткарууга таасир этүүчү негизги фактор катары ички жана эл аралык деңгээлде негизги багыт болуп калды. Учурдагы изилдөөлөр жалпысынан порошок бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү, шламдын илешкектүүлүгү жана катуу мазмуну сыяктуу параметрлер акыркы продуктунун калыптандыруу сапатына жана пьезоэлектрдик касиеттерине олуттуу таасирин тийгизерин көрсөтүп турат.
Изилдөөлөр микрон-, субмикрон- жана нано-өлчөмдүү барий титанат порошокторун колдонуу менен даярдалган керамикалык шламдар стереолитографияда (мисалы, LCD-SLA) олуттуу айырмачылыктарды көрсөтөөрүн аныктады. Бөлүкчөлөрдүн өлчөмү азайган сайын, шламдын илешкектүүлүгү байкаларлык түрдө көбөйөт, нано-өлчөмдүү порошоктор илешкектүүлүгү миллиарддаган мПа·с ге жеткен шламдарды чыгарат. Микрон өлчөмүндөгү порошоктор басып чыгаруу учурунда деламинацияга жана пилингге жакын болот, ал эми субмикрондук жана нано-өлчөмдөгү порошоктор калыптандыруунун туруктуураак жүрүм-турумун көрсөтөт. Жогорку температурада агломерациялоодон кийин, натыйжада керамикалык үлгүлөр 5,44 г/см³ тыгыздыкка, болжол менен 200 pC/N пьезоэлектрдик коэффициентке (d₃₃) жана эң сонун электромеханикалык жооп касиеттерин көрсөткөн аз жоготуу факторлоруна жетишти.
Кошумчалай кетсек, микро-стереолитография процесстеринде PZT тибиндеги шламдардын катуу курамын жөнгө салуу (мисалы, массасы 75%) 7,35 г/см³ тыгыздыктагы агломерацияланган денелерди алып келип, полярдуу электр талааларынын астында 600 pC/N чейин пьезоэлектрдик туруктуулукка жетишти. Микро масштабдагы деформация компенсациясы боюнча изилдөөлөр калыптандыруунун тактыгын бир топ жакшыртып, геометриялык тактыкты 80% га чейин жогорулатты.
PMN-PT пьезоэлектрдик керамика боюнча дагы бир изилдөө катуу мазмун керамикалык түзүлүшкө жана электрдик касиеттерге катуу таасир этээрин көрсөттү. 80 wt.% катуу курамында, кошумча продуктылар керамикада оңой пайда болду; катуу мазмуну 82 wt.% жана андан жогору көбөйгөндүктөн, кошумча продуктулар акырындык менен жок болуп, керамикалык түзүлүшү тазараак болуп, натыйжалуулугу кыйла жакшырды. 82 wt.%, керамика оптималдуу электрдик касиеттерин көрсөттү: 730 pC/N пьезоэлектрдик туруктуулугу, 7226 салыштырмалуу өткөрүмдүүлүк жана диэлектрдик жоготуу 0,07 гана.
Жыйынтыктап айтканда, керамикалык шламдардын бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү, катуу мазмуну жана реологиялык касиеттери басып чыгаруу процессинин туруктуулугуна жана тактыгына таасир этпестен, агломерацияланган денелердин тыгыздыгын жана пьезоэлектрдик реакциясын түздөн-түз аныктап, аларды жогорку натыйжалуу 3D-басылган пьезоэлектрдик керамикага жетүү үчүн негизги параметрлерге айлантат.
BT/UV үлгүлөрүн LCD-SLA 3D басып чыгаруунун негизги процесси
Ар кандай катуу мазмундагы PMN-PT керамикасынын касиеттери
IV. Spark плазмалык агломерация
Spark плазма агломерациялоо (SPS) - тез тыгыздашуу үчүн порошокторго колдонулган импульстук токту жана механикалык басымды колдонгон өнүккөн агломерациялоо технологиясы. Бул процессте ток түздөн-түз калыпты жана порошокту ысытып, Joule жылуулукту жана плазманы пайда кылып, кыска убакытта (адатта 10 мүнөттүн ичинде) эффективдүү агломерацияны камсыз кылат. Тез ысытуу беттик диффузияга өбөлгө түзөт, ал эми учкун разряды адсорбцияланган газдарды жана оксид катмарларын порошок беттеринен кетирүүгө жардам берип, агломерациялоонун натыйжалуулугун жакшыртат. Электромагниттик талаалар тарабынан индукцияланган электромиграция эффектиси да атомдук диффузияны күчөтөт.
Салттуу ысык басууга салыштырмалуу, SPS түз жылытууну көбүрөөк колдонот, ал төмөнкү температураларда тыгыздоого мүмкүндүк берет, ал эми майда жана бирдей микроструктураларды алуу үчүн дандын өсүшүнө эффективдүү тоскоол болот. Мисалы:
- Кошумчалары жок, чийки зат катары майдаланган SiC порошокту колдонуп, 2100°C жана 70 МПа 30 мүнөттө агломерациялоо 98% салыштырмалуу тыгыздыктагы үлгүлөрдү берди.
- 1700°C жана 40 МПа 10 мүнөт агломерациялоо 98% тыгыздыгы жана дан өлчөмү 30–50 нм гана болгон куб SiC түздү.
- 80 мкм гранулдуу SiC порошокту колдонуу жана 1860°C жана 50 МПа 5 мүнөт бою агломерациялоо 98,5% салыштырмалуу тыгыздыгы, Викерс микрокатуулугу 28,5 ГПа, ийилүү күчү 395 МПа жана сынууга туруктуулугу 4^1 МПа менен жогорку натыйжалуу SiC керамикасына алып келди.
Микроструктуралык анализ агломерациялоо температурасы 1600°Сден 1860°Сге чейин жогорулаган сайын материалдын көзөнөктүүлүгү бир топ азайып, жогорку температурада толук тыгыздыкка жакындаганын көрсөттү.
SiC керамикасынын микроструктурасы ар кандай температурада агломерацияланган: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C жана (D) 1860°C
V. Кошумча өндүрүш
Кошумча өндүрүш (AM) жакында татаал керамикалык компоненттерди жасоодо анын катмар-катмар куруу процессине байланыштуу зор потенциалды көрсөттү. SiC керамика үчүн бир нече AM технологиялары иштелип чыккан, анын ичинде туташтыргыч агытуу (BJ), 3DP, селективдүү лазердик агломерация (SLS), түз сыя жазуу (DIW) жана стереолитография (SL, DLP). Бирок, 3DP жана DIW азыраак тактыкка ээ, ал эми SLS жылуулук стрессти жана жаракаларды жаратат. Ал эми BJ жана SL жогорку тазалыктагы, жогорку тактыктагы комплекстүү керамика өндүрүүдө көбүрөөк артыкчылыктарды сунуштайт.
- Binder Jetting (BJ)
BJ технологиясы акыркы керамикалык продуктуну алуу үчүн бириктиргичти катмар-кабат чачуу, андан кийин ажыратуу жана агломерациялоону камтыйт. BJ химиялык буу инфильтрация (CVI) менен айкалыштыруу, жогорку тазалыктагы, толук кристаллдык SiC керамика ийгиликтүү даярдалды. Процесс төмөнкүлөрдү камтыйт:
① BJ аркылуу SiC керамикалык жашыл денелерди түзүү.
② 1000°C жана 200 Torr боюнча CVI аркылуу тыгыздоо.
③ Акыркы SiC керамикасынын тыгыздыгы 2,95 г/см³, жылуулук өткөргүчтүгү 37 Вт/м·К жана ийилүү күчү 297 МПа болгон.
жабышчаак jet (BJ) басып схемалык схемасы. (A) Компьютердик долбоорлоо (CAD) модели, (B) BJ принцибинин схемалык схемасы, (C) BJ тарабынан SiC басып чыгаруу, (D) химиялык буу инфильтрациясынын (CVI) менен SiC тыгыздоосу.
- Стереолитография (SL)
SL өтө жогорку тактык жана татаал структура даярдоо мүмкүнчүлүктөрү менен UV айыктыруу негизделген керамикалык түзүү технологиясы болуп саналат. Бул ыкма фотополимеризация жолу менен 3D керамикалык жашыл денелерди түзүү үчүн жогорку катуу мазмундагы жана илешкектүүлүгү төмөн фотосезгич керамикалык шламдарды колдонот, андан соң акыркы продуктуну алуу үчүн ажыратуу жана жогорку температурада агломерациялоо.
35 vol.% SiC суспензиясын колдонуу менен, жогорку сапаттагы 3D жашыл денелер 405 нм UV нурлануунун астында даярдалды жана андан ары 800 ° C жана PIP дарылоодо полимердик күйүп кетүү аркылуу тыгыздашты. Натыйжалар көрсөткөндөй, 35 көлөм% суспензия менен даярдалган үлгүлөр 30% жана 40% контролдук топтордон ашып, 84,8% салыштырмалуу тыгыздыкка жетишкен.
Шламды өзгөртүү үчүн липофилик SiO₂ жана фенолдуу эпоксиддик чайырды (ПЭА) киргизүү менен фотополимеризациянын натыйжалуулугу жакшырды. 1600°C температурада 4 саат бою агломерациялангандан кийин SiCге дээрлик толук конвертацияга жетишилди, акыркы кычкылтектин мазмуну болгону 0,12%ды түздү, бул алдын ала кычкылдануу же инфильтрацияга чейинки кадамдарсыз жогорку тазалыктагы, комплекстүү структуралык SiC керамикасын бир кадам жасоого мүмкүндүк берди.
Басма түзүмүнүн иллюстрациясы жана анын агломерация процесси. (А) 25°C, пиролиз (B) 1000°C жана (C) 1600°C кургатуудан кийин үлгүнүн көрүнүшү.
Стереолитография 3D басып чыгаруу үчүн фотосезгич Si₃N₄ керамикалык шламдарды долбоорлоо жана ажыратуу-принтерлөө жана жогорку температурада эскирүү процесстерин колдонуу менен, Si₃N₄ керамика теориялык тыгыздыгы 93,3%, чыңалууга бекемдиги 279,8 МПа жана MP335, MP35,38 болгон. даярдалган. Изилдөөлөр 45 көлөм% катуу мазмун жана 10 с экспозиция убактысынын шарттарында IT77 деңгээлиндеги айыктыруу тактыгы менен бир катмарлуу жашыл денелерди алууга болоорун аныктады. 0,1 °C/мин жылытуу ылдамдыгы менен төмөнкү температурадагы ажыратуу процесси жаракасыз жашыл денелерди түзүүгө жардам берди.
Агломерация стереолитографиядагы акыркы көрсөткүчтөргө таасир этүүчү негизги кадам болуп саналат. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, агломерациялоочу каражаттарды кошуу керамикалык тыгыздыкты жана механикалык касиеттерди натыйжалуу жакшыртат. Жогорку тыгыздыктагы Si₃N₄ керамикаларды даярдоо үчүн CeO₂ агломерациялоочу жардам катары жана электр талаасынын жардамы менен агломерациялоо технологиясын колдонуу менен CeO₂ дан чектеринде сегрегацияланып, дандын чек арасынын жылып кетишине жана тыгыздашуусуна өбөлгө түзөрү аныкталган. Алынган керамика HV10/10 (1347,9 ± 2,4) Vickers катуулугун жана (6,57 ± 0,07) МПа·m¹/² сынууга бышыктыгын көрсөттү. Кошумча катары MgO–Y₂O₃ менен керамикалык микроструктуранын бир тектүүлүгү жакшырып, иштин натыйжалуулугун бир топ жогорулатты. Допингдин жалпы көлөмү 8 масса% болгон учурда ийилүүчү бекемдик жана жылуулук өткөрүмдүүлүк тиешелүүлүгүнө жараша 915,54 МПа жана 59,58 Вт·м⁻¹·K⁻¹ жетти.
VI. Корутунду
Кыскача айтканда, жогорку тазалыктагы кремний карбид (SiC) керамика, көрүнүктүү инженердик керамикалык материал катары, жарым өткөргүчтөр, аэрокосмостук жана экстремалдык абалдагы жабдууларда кеңири колдонуу келечегин көрсөттү. Бул макалада жогорку тазалыктагы SiC керамикасынын беш типтүү даярдоо жолдору системалуу түрдө талданган - кайра кристаллдашуу агломерация, басымсыз агломерация, ысык пресстөө, учкун плазма агломерациялоо жана кошумча өндүрүш - алардын тыгыздашуу механизмдери, негизги параметрин оптималдаштыруу, материалдык өндүрүмдүүлүк жана тиешелүү артыкчылыктар жана чектөөлөр.
Ар кандай процесстердин ар бири жогорку тазалыкка, жогорку тыгыздыкка, татаал структураларга жана өнөр жайлык максатка ылайыктуулугуна жетишүү жагынан уникалдуу мүнөздөмөлөргө ээ экени көрүнүп турат. Кошумча өндүрүш технологиясы, атап айтканда, татаал формадагы жана ылайыкташтырылган компоненттерди жасоодо күчтүү потенциалды көрсөттү, стереолитография жана байланыштыргыч агытуу сыяктуу субталаалардагы жетишкендиктери менен, аны жогорку тазалыктагы SiC керамикалык даярдоо үчүн өнүгүүнүн маанилүү багыты кылат.
Жогорку тазалыктагы SiC керамикалык даярдоо боюнча келечектеги изилдөөлөр тереңирээк изилденип, лабораториялык масштабдан масштабдуу, өтө ишенимдүү инженердик колдонмолорго өтүүгө көмөктөшүп, ошону менен жогорку класстагы жабдууларды өндүрүү жана кийинки муундагы маалыматтык технологиялар үчүн маанилүү материалдык колдоо көрсөтүү керек.
XKH жогорку натыйжалуу керамикалык материалдарды изилдөө жана өндүрүү боюнча адистешкен жогорку технологиялык ишкана болуп саналат. Бул жогорку таза кремний карбид (SiC) керамика түрүндө кардарлар үчүн ылайыкташтырылган чечимдерди берүүгө арналган. Компания материалды даярдоонун алдыңкы технологияларына жана так иштетүү мүмкүнчүлүгүнө ээ. Анын бизнеси жарым өткөргүчтүн, жаңы энергиянын, аэрокосмостун жана жогорку натыйжалуу керамикалык компоненттердин башка тармактарынын катуу талаптарына жооп берген жогорку тазалыктагы SiC керамикасын изилдөө, өндүрүү, так иштетүү жана жер үстүндөгү тазалоону камтыйт. Жетилген агломерация процесстерин жана кошумча өндүрүш технологияларын колдонуу менен биз кардарларга материалдык формуланы оптималдаштыруудан, комплекстүү структураны түзүүдөн так иштетүүгө чейин бирдиктүү кызматты сунуштай алабыз, бул продукциянын мыкты механикалык касиеттерге, жылуулук туруктуулугуна жана коррозияга туруктуулугуна ээ.
Посттун убактысы: 30-июль-2025