เทคโนโลยีการเผาผนึกที่พบมากที่สุดสำหรับผู้ผลิตเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ของจีน

รายงาน Engineering Ceramic Co.,(EC © ™):

ในฐานะที่เป็นวัสดุเซรามิกโครงสร้างที่สำคัญ ซิลิคอนคาร์ไบด์ซึ่งมีความแข็งแรงเชิงกลที่อุณหภูมิสูงที่ยอดเยี่ยม ความแข็งสูง โมดูลัสความยืดหยุ่นสูง ความต้านทานการสึกหรอสูง การนำความร้อนสูง และคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อน ไม่เพียงแต่ใช้ในเตาเผาที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น หัวฉีดเผาไหม้ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน แหวนปิดผนึก แบริ่งเลื่อน และสาขาอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมอื่นๆ แต่ยังใช้เป็นวัสดุเกราะขีปนาวุธ กระจกอวกาศ เวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ในการเตรียมวัสดุฟิกซ์เจอร์และวัสดุปลอกเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ Engineering Ceramic Co., (EC © ™) ได้นำเทคนิคการเผาผนึกที่พบมากที่สุดสำหรับตลาดเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ของจีนจากประสบการณ์การผลิตมากกว่าสองทศวรรษ ได้แก่:

◇การเผาผนึกปฏิกิริยา

◇การเผาผนึกด้วยความดัน

◇การเผาผนึกตกผลึกใหม่

◇การเผาผนึกด้วยแรงดันร้อน

◇การเผาผนึกความดันไอโซสแตติกแบบร้อน

◇การเผาผนึกด้วยแรงดันสั่นสะเทือน

การเผาปฏิกิริยา

กระบวนการเผาซิลิกอนคาร์ไบด์ของปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับการผสมคาร์บอน ซิลิคอน และผงซิก ซึ่งทำโดยการหล่อแบบสลิป การกด หรือการกดแบบไอโซสแตติกแบบเย็น จากนั้นจึงทำปฏิกิริยาการแทรกซึมของซิลิกอน กล่าวคือ ให้ความร้อนแก่ร่างกายให้มีอุณหภูมิสูงกว่า 1500°C ในเตาเผาสุญญากาศ หรือเตาเผาก๊าซเฉื่อย โดยซิลิคอนแข็งจะถูกละลายเป็นซิลิคอนเหลว ซึ่งจะแทรกซึมเข้าไปในตัวที่มีรูพรุนโดยการกระทำของเส้นเลือดฝอย ปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างซิลิคอนเหลวหรือไอซิลิคอน  กับ β-SiC ที่เกิดขึ้นในแหล่งกำเนิด รวมกับอนุภาค SiC ดั้งเดิมในบิลเล็ตเพื่อสร้างวัสดุเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์เผาปฏิกิริยา

ข้อดีของซิลิคอนคาร์ไบด์เผาปฏิกิริยาคืออุณหภูมิเผาผนึกต่ำ ต้นทุนการผลิตต่ำ มีความหนาแน่นของวัสดุที่สูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระบวนการเผาผนึกปฏิกิริยาแทบไม่ทำให้เกิดการหดตัวของปริมาตร เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเตรียมชิ้นส่วนโครงสร้างขนาดใหญ่และรูปร่างที่ซับซ้อน . วัสดุเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง ท่อรังสี เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน หัวกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชัน ฯลฯ เป็นการใช้งานทั่วไปของเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ที่เผาด้วยปฏิกิริยา

การเผาผนึกความดัน

การเผาผนึกด้วยความดันบรรยากาศของซิลิคอนคาร์ไบด์คือการเพิ่มความหนาแน่นและการเผาผนึกตัวอย่างที่มีรูปร่างและขนาดต่างกันโดยไม่มีแรงดันภายนอก กล่าวคือ โดยปกติจะอยู่ที่ความดัน 1.01×105 Pa และในบรรยากาศเฉื่อย โดยการเติมสารเติมแต่งสำหรับการเผาผนึกที่เหมาะสมที่อุณหภูมิ 2000- 2150°ซ. กระบวนการเผาผนึกสามารถแบ่งออกเป็นการเผาผนึกแบบโซลิดเฟสและการเผาผนึกแบบของเหลว การเผาผนึกความดันบรรยากาศของซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถแบ่งออกเป็นสองกระบวนการ: การเผาผนึกแบบโซลิดเฟสและการเผาผนึกแบบเฟสของเหลว

การเผาผนึกความดันบรรยากาศมีข้อได้เปรียบเนื่องจากมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่า จึงไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับรูปร่างและขนาดของผลิตภัณฑ์ โดยเฉพาะเซรามิก SiC เผาผนึกเฟสโซลิดที่มีความหนาแน่นสูง โครงสร้างจุลภาคสม่ำเสมอ และคุณสมบัติของวัสดุที่ครอบคลุมดีเยี่ยม การใช้งานทางอุตสาหกรรมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวงแหวนซีลที่ทนต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน ตลับลูกปืนธรรมดาและเกราะกันกระสุน กระจกมองข้าง และฟิกซ์เจอร์เวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์

การเผาผนึกตกผลึกใหม่

ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ตกผลึกใหม่ทำโดยการหล่อแบบสลิป เผาที่อุณหภูมิ 2450 ℃ จากนั้นเราจะได้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของวัสดุเซรามิก sic ที่ตกผลึกใหม่ วัสดุเซรามิก Re-SiC เป็นกรวดที่แตกต่างกันและผงให้คะแนนในอัตราส่วนที่แน่นอนและขึ้นรูปเป็นเหล็กแท่ง ซึ่งเป็นกรวดละเอียดใน เหล็กแท่งสามารถกระจายอย่างสม่ำเสมอในพื้นที่รูพรุนระหว่างปลายข้าวหยาบ จากนั้นที่อุณหภูมิสูงกว่า 2100 ℃ และอัตราการไหลของบรรยากาศการป้องกันจำนวนหนึ่ง ผงละเอียด SiC จะค่อยๆระเหยและตกตะกอนที่จุดสัมผัสของ กรวดหยาบจนกว่าวัสดุละเอียดจะหายไปจนหมด จากนั้นที่อุณหภูมิสูงกว่า 2100°C และภายใต้อัตราการไหลของบรรยากาศการป้องกัน ผงละเอียด SiC จะค่อยๆ ระเหยและตกตะกอนที่จุดสัมผัสของอนุภาคหยาบจนกว่าอนุภาคละเอียดจะหายไปอย่างสมบูรณ์

SiC ที่ตกผลึกซ้ำมีลักษณะดังต่อไปนี้

(1) แทบไม่มีการหดตัวของปริมาตรหลังจากกระบวนการเผาผนึก

(2) ความหนาแน่นของวัตถุสีเขียว SiC ที่ตกผลึกใหม่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากการเผาผนึก

(3) SiC ที่ตกผลึกซ้ำมีขอบเขตของเกรนที่ชัดเจนและสะอาดมาก และปราศจากเฟสที่เป็นแก้วและสิ่งเจือปน

(4) ผลิตภัณฑ์ SiC ที่ผ่านการเผาผนึกใหม่มีความพรุนตกค้าง 10% ถึง 20%

SiC ที่ตกผลึกซ้ำมีเฟสผลึกบริสุทธิ์ ปราศจากสิ่งเจือปน และมีความพรุนสูง มีการนำความร้อนได้ดีเยี่ยม ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และหัวฉีดเผาไหม้

การเผาผนึกแบบกดร้อน

ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ถูกเติมลงในแม่พิมพ์และรักษาความดันบางอย่างในระหว่างกระบวนการให้ความร้อนเพื่อให้ได้วิธีการเผาผนึกในการขึ้นรูปและการเผาในเวลาเดียวกัน การเผาผนึกแบบกดร้อนมีลักษณะพิเศษคือการให้ความร้อนและการกดพร้อมกัน และการเผาซิลิคอนคาร์ไบด์ทำได้ภายใต้การควบคุมของสภาวะกระบวนการความดัน-อุณหภูมิ-เวลาที่เหมาะสม ข้อเสียของวิธีการเผาผนึกแบบกดร้อนคือความซับซ้อนของเครื่องจักรและอุปกรณ์ ความต้องการสูงของวัสดุแม่พิมพ์ ข้อกำหนดที่เข้มงวดของกระบวนการผลิต ซึ่งเหมาะสำหรับการเตรียมชิ้นส่วนที่มีรูปร่างเรียบง่ายเท่านั้น และการใช้พลังงานสูง ประสิทธิภาพการผลิตต่ำและต้นทุนการผลิตสูง

การเผาผนึกความดันไอโซสแตติกแบบร้อน

การกดไอโซสแตติกแบบร้อนเป็นกระบวนการที่ใช้ก๊าซแรงดันสูงเฉื่อย (เช่น อาร์กอน) เพื่อส่งเสริมความหนาแน่นและการเผาผนึกของวัสดุ โดยที่ผงซิลิกอนคาร์ไบด์เปล่าจะถูกปิดผนึกในภาชนะแก้วหรือโลหะภายใต้สุญญากาศ ในกระบวนการไอโซสแตติกแบบร้อน คอมเพรสเซอร์จะคงความดันก๊าซเริ่มต้นไว้หลาย MPa ในขณะที่ตัวอย่างได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิการเผาผนึก ในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน แรงดันแก๊สจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนถึง 200 MPa และใช้แรงดันแก๊สไอโซสแตติกเพื่อกำจัดรูพรุนภายในในวัสดุเพื่อให้ได้ความหนาแน่น

การเผาผนึกด้วยแรงดันสั่นสะเทือน

การใช้แรงดันแบบไดนามิกในระหว่างกระบวนการเผาผนึกสามารถช่วยในการสลายการล็อคตัวเองและการจับตัวเป็นก้อนเมื่อดำเนินการ เพื่อลดรูพรุนและการจับตัวเป็นก้อน จึงได้โครงสร้างจุลภาคที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีความหนาแน่นสูงและเมล็ดละเอียด และการเตรียมโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูงและความน่าเชื่อถือสูง วัสดุเซรามิก ตามแนวคิดการเผาผนึกใหม่นี้ ซึ่งเสนอร่วมกันโดย Engineering Ceramic Co.,(EC © ™) และทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัย Tsinghua ประเทศจีน แรงดันสั่นสะเทือนแบบไดนามิกถูกนำมาใช้ในระหว่างการเผาผงเซรามิก แทนที่จะเป็นแรงดันสถิตคงที่ที่มีอยู่ และเทคโนโลยีการเผาผนึกใหม่นี้มีชื่อว่าการเผาผนึกด้วยแรงดันสั่นสะเทือน

ข้อดีของผลิตภัณฑ์คือ:

1) เพิ่มความหนาแน่นในการบรรจุของผงวัตถุดิบอย่างมีนัยสำคัญก่อนการเผา

(2) ให้แรงผลักดันในการเผาผนึกที่มากขึ้น เร่งความหนาแน่นของบิลเล็ต ขจัดรูขุมขนเล็ก ๆ ที่ตกค้างในช่องว่าง และกำจัดความพรุนที่ตกค้างภายในวัสดุ โดยมีความพรุนน้อยกว่า 0.1%

แถลงการณ์: บทความ/ข่าว/วิดีโอมาจากอินเทอร์เน็ต เว็บไซต์ของเราพิมพ์ซ้ำเพื่อวัตถุประสงค์ในการแบ่งปัน ลิขสิทธิ์ของบทความ/ข่าว/วิดีโอที่พิมพ์ซ้ำเป็นของผู้เขียนต้นฉบับหรือบัญชีอย่างเป็นทางการดั้งเดิม หากมีการละเมิดใด ๆ ที่เกี่ยวข้อง โปรดแจ้งให้เราทราบทันเวลา แล้วเราจะตรวจสอบและลบออก