Yuqori toza kremniy karbid (SiC) keramika o'zining ajoyib issiqlik o'tkazuvchanligi, kimyoviy barqarorligi va mexanik kuchi tufayli yarimo'tkazgich, aerokosmik va kimyo sanoatida muhim komponentlar uchun ideal materiallar sifatida paydo bo'ldi. Yuqori samarali, past ifloslantiruvchi keramika qurilmalariga talab ortib borayotganligi sababli, yuqori toza SiC keramika uchun samarali va kengaytiriladigan tayyorlash texnologiyalarini ishlab chiqish global tadqiqot markaziga aylandi. Ushbu maqola yuqori toza SiC keramika uchun joriy asosiy tayyorlash usullarini, jumladan, qayta kristallanish sinterlash, bosimsiz sinterlash (PS), issiq presslash (HP), uchqunli plazma sinterlash (SPS) va qo'shimchalar ishlab chiqarishni (AM) muntazam ravishda ko'rib chiqadi, bunda sinterlash mexanizmlari, asosiy parametrlari, material xususiyatlari va har bir jarayonning mavjud muammolari muhokama qilinadi.
SiC keramikasini harbiy va muhandislik sohalarida qo'llash
Hozirgi vaqtda yuqori tozalikdagi SiC keramika komponentlari silikon gofret ishlab chiqarish uskunalarida keng qo'llaniladi, oksidlanish, litografiya, etching va ion implantatsiyasi kabi asosiy jarayonlarda ishtirok etadi. Gofret texnologiyasining rivojlanishi bilan gofret o'lchamlarini oshirish muhim tendentsiyaga aylandi. Hozirgi asosiy gofret hajmi 300 mm bo'lib, xarajat va ishlab chiqarish quvvati o'rtasida yaxshi muvozanatga erishadi. Biroq, Mur qonuni asosida 450 mm gofretlarni ommaviy ishlab chiqarish allaqachon kun tartibiga kiritilgan. Kattaroq gofretlar odatda deformatsiya va deformatsiyaga qarshi turish uchun yuqori strukturaviy quvvatni talab qiladi, bu esa katta o'lchamli, yuqori quvvatli, yuqori toza SiC keramika komponentlariga bo'lgan talabni kuchaytiradi. So'nggi yillarda qo'shimcha ishlab chiqarish (3D bosib chiqarish), qoliplarni talab qilmaydigan tezkor prototiplash texnologiyasi sifatida qatlam-qatlam konstruktsiyasi va moslashuvchan dizayn imkoniyatlari tufayli murakkab tuzilmali SiC keramika qismlarini ishlab chiqarishda ulkan salohiyatni namoyish etdi va keng tarqalgan e'tiborni tortdi.
Ushbu maqola yuqori toza SiC keramika uchun beshta vakillik tayyorlash usullarini muntazam ravishda tahlil qiladi - qayta kristallanish sinterlash, bosimsiz sinterlash, issiq presslash, uchqunli plazma sinterlash va qo'shimchalar ishlab chiqarish - ularning sinterlash mexanizmlariga, jarayonni optimallashtirish strategiyalariga, materiallarning ishlash xususiyatlariga va sanoatda qo'llash istiqbollariga e'tibor qaratadi.
Yuqori toza kremniy karbid xomashyo talablari
I. Qayta kristallanish sinterlash
Qayta kristallangan kremniy karbid (RSiC) 2100-2500 ° S yuqori haroratlarda sinterlash yordamisiz tayyorlangan yuqori toza SiC materialidir. Fredriksson 19-asrning oxirida qayta kristallanish hodisasini birinchi marta kashf qilganidan beri, RSiC toza don chegaralari va shisha fazalari va aralashmalari yo'qligi tufayli katta e'tiborni tortdi. Yuqori haroratlarda SiC nisbatan yuqori bug 'bosimini ko'rsatadi va uning sinterlash mexanizmi birinchi navbatda bug'lanish-kondensatsiya jarayonini o'z ichiga oladi: mayda donalar bug'lanadi va katta donalarning yuzalarida qayta to'planadi, bo'yin o'sishi va donalar orasidagi to'g'ridan-to'g'ri bog'lanishni rag'batlantiradi va shu bilan materialning mustahkamligini oshiradi.
1990 yilda Kriegesmann 2200 ° C da slip quyish yordamida nisbiy zichligi 79,1% bo'lgan RSiC ni tayyorladi, kesma qo'pol donalar va g'ovaklardan tashkil topgan mikro tuzilmani ko'rsatadi. Keyinchalik, Yi va boshqalar. yashil jismlarni tayyorlash uchun jel quyishdan foydalangan va ularni 2450 ° C da sinterlagan, massa zichligi 2,53 g / sm³ va 55,4 MPa egilish kuchiga ega RSiC keramika olingan.
RSiC ning SEM sinishi yuzasi
Zich SiC bilan solishtirganda, RSiC pastroq zichlikka ega (taxminan 2,5 g / sm³) va taxminan 20% ochiq g'ovaklikka ega, bu uning yuqori quvvatli ilovalarda ishlashini cheklaydi. Shu sababli, RSiC ning zichligi va mexanik xususiyatlarini yaxshilash tadqiqotning asosiy yo'nalishiga aylandi. Sung va boshqalar. taklif qilingan eritilgan kremniyni uglerod / b-SiC aralash kompaktlarga infiltratsiya qilish va 2200 ° C da qayta kristallanish, a-SiC qo'pol donalaridan tashkil topgan tarmoq strukturasini muvaffaqiyatli qurish. Olingan RSiC yuqori haroratlarda mukammal mexanik barqarorlikni saqlab, 2,7 g / sm³ zichlikka va 134 MPa egilish kuchiga erishdi.
Zichlikni yanada oshirish uchun Guo va boshqalar. RSiC ni bir nechta davolash uchun polimer infiltratsiyasi va piroliz (PIP) texnologiyasidan foydalanilgan. Infiltrant sifatida PCS/ksilen eritmalari va SiC/PCS/ksilen shlamlari yordamida 3-6 PIP tsiklidan so'ng RSiC zichligi egiluvchanligi bilan birga sezilarli darajada yaxshilandi (2,90 g/sm³ gacha). Bundan tashqari, ular PIP va qayta kristallanishni birlashtirgan tsiklik strategiyani taklif qildilar: 1400 ° C da piroliz, so'ngra 2400 ° C da qayta kristallanish, zarrachalar blokirovkalarini samarali tozalash va g'ovaklikni kamaytirish. Yakuniy RSiC materiali 2,99 g/sm³ zichlikka va 162,3 MPa egilish kuchiga erishdi va bu ajoyib keng qamrovli ishlashni namoyish etdi.
Polimerni singdirish va piroliz (PIP) - qayta kristallanish davrlaridan keyin jilolangan RSiC ning mikrotuzilma evolyutsiyasining SEM tasvirlari: Dastlabki RSiC (A), birinchi PIP-qayta kristallanish tsiklidan keyin (B) va uchinchi tsikldan keyin (C)
II. Bosimsiz sinterlash
Bosimsiz sinterlangan kremniy karbid (SiC) keramika odatda xom ashyo sifatida yuqori toza, o'ta nozik SiC kukuni yordamida tayyorlanadi, oz miqdorda sinterlash yordamchilari qo'shiladi va inert atmosferada yoki vakuumda 1800-2150 ° S da sinterlanadi. Ushbu usul katta o'lchamli va murakkab tuzilishli keramika komponentlarini ishlab chiqarish uchun javob beradi. Biroq, SiC asosan kovalent bog'langanligi sababli, uning o'z-o'zidan diffuziya koeffitsienti juda past bo'lib, sinterlash vositalarisiz zichlikni qiyinlashtiradi.
Sinterlash mexanizmiga asoslanib, bosimsiz sinterlashni ikki toifaga bo'lish mumkin: bosimsiz suyuqlik fazali sinterlash (PLS-SiC) va bosimsiz qattiq holatdagi sinterlash (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (suyuq fazali sinterlash)
PLS-SiC odatda 2000°C dan past haroratda zarrachalarning massa oʻzgarishi va massa oʻzgarishiga erishish uchun suyuqlik fazasini hosil qilish uchun evtektik sinterlash vositalarini (masalan, Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂ va nodir tuproq oksidlari RE₂O₃ kabi) qoʻshish orqali 2000°C dan past haroratda sinterlanadi. Bu jarayon sanoat darajasidagi SiC keramika uchun javob beradi, ammo suyuqlik fazali sinterlash orqali erishilgan yuqori toza SiC haqida hech qanday xabar yo'q.
1.2 PSS-SiC (qattiq holatda sinterlash)
PSS-SiC 2000 ° C dan yuqori haroratlarda taxminan 1 og'irlikdagi qo'shimchalar bilan qattiq holatdagi zichlikni o'z ichiga oladi. Bu jarayon asosan atom diffuziyasiga va sirt energiyasini kamaytirish va zichlikka erishish uchun yuqori haroratlar ta'sirida g'allaning qayta joylashishiga tayanadi. BC (bor-uglerod) tizimi umumiy qo'shimcha birikmasi bo'lib, don chegarasi energiyasini pasaytiradi va SiC yuzasidan SiO₂ ni olib tashlaydi. Biroq, an'anaviy BC qo'shimchalari ko'pincha qoldiq aralashmalarni kiritadi va SiC tozaligini kamaytiradi.
Qo'shimchalar tarkibini nazorat qilish (B 0,4 og'irligi%, C 1,8 og'irlik%) va 2150 ° C da 0,5 soat davomida sinterlash orqali 99,6 og'irligi% tozaligi va nisbiy zichligi 98,4% bo'lgan yuqori toza SiC keramika olindi. Mikrostrukturada ustunli donalar (uzunligi 450 mkm dan oshadi), don chegaralarida kichik teshiklar va donalarning ichida grafit zarralari bor edi. Keramika 443 ± 27 MPa egilish kuchi, 420 ± 1 GPa elastik modul va 3,84 × 10⁻⁶ K⁻¹ termal kengayish koeffitsientini xona harorati 600 ° C gacha bo'lgan diapazonda namoyish etib, mukammal umumiy ishlashni namoyish etdi.
PSS-SiC ning mikro tuzilishi: (A) silliqlash va NaOH bilan ishlov berishdan keyin SEM tasviri; (BD) BSD tasvirlar silliqlash va qirqishdan keyin
III. Issiq presslash sinterlash
Issiq presslash (HP) sinterlash yuqori harorat va yuqori bosim sharoitida chang materiallariga issiqlik va bir o'qli bosimni bir vaqtning o'zida qo'llaydigan zichlash usulidir. Yuqori bosim g'ovak hosil bo'lishini sezilarli darajada inhibe qiladi va don o'sishini cheklaydi, yuqori harorat esa donning birlashishi va zich tuzilmalarning shakllanishiga yordam beradi, natijada yuqori zichlikdagi, yuqori toza SiC seramikasini ishlab chiqaradi. Bosishning yo'nalishli tabiati tufayli bu jarayon mexanik va aşınma xususiyatlariga ta'sir qiluvchi don anizotropiyasini keltirib chiqarishga intiladi.
Sof SiC keramika qo'shimchalarsiz zichlash qiyin, bu juda yuqori bosimli sinterlashni talab qiladi. Nadeau va boshqalar. 2500 ° C va 5000 MPa da qo'shimchalarsiz to'liq zich SiC muvaffaqiyatli tayyorlangan; Sun va boshqalar. 25 GPa va 1400 ° S da 41,5 GPa gacha bo'lgan Vickers qattiqligi bilan b-SiC quyma materiallar olingan. 4 GPa bosimidan foydalanib, nisbiy zichligi taxminan 98% va 99%, qattiqligi 35 GPa va elastik moduli 450 GPa bo'lgan SiC keramika mos ravishda 1500 ° C va 1900 ° C da tayyorlangan. Mikron o'lchamdagi SiC kukunini 5 GPa va 1500 ° S haroratda sinterlash qattiqligi 31,3 GPa va nisbiy zichligi 98,4% bo'lgan keramika hosil qildi.
Ushbu natijalar o'ta yuqori bosim qo'shimchalarsiz zichlikka erishish mumkinligini ko'rsatsa-da, talab qilinadigan uskunaning murakkabligi va yuqori narxi sanoat ilovalarini cheklaydi. Shuning uchun, amaliy tayyorgarlikda, sinterlash harakatlantiruvchi kuchini oshirish uchun ko'pincha iz qo'shimchalari yoki chang granulyatsiyasi qo'llaniladi.
Qo'shimcha sifatida og'irligi 4% fenolik qatronni qo'shib, 2350 ° C va 50 MPa haroratda sinterlash orqali zichlik darajasi 92% va tozaligi 99,998% bo'lgan SiC keramika olindi. Kam miqdordagi qo'shimchalar (borik kislotasi va D-fruktoza) va 2050 ° C va 40 MPa da sinterlash yordamida nisbiy zichligi > 99,5% va qoldiq B miqdori faqat 556 ppm bo'lgan yuqori toza SiC tayyorlandi. SEM tasvirlari bosimsiz sinterlangan namunalar bilan solishtirganda, issiq presslangan namunalar kichikroq donalar, kamroq teshiklar va yuqori zichlikka ega ekanligini ko'rsatdi. Egiluvchanlik kuchi 453,7 ± 44,9 MPa, elastik modul esa 444,3 ± 1,1 GPa ga yetdi.
1900°C da ushlab turish vaqtini uzaytirish orqali don hajmi 1,5 mkm dan 1,8 mkm gacha oshdi va issiqlik o‘tkazuvchanligi 155 dan 167 Vt m⁻¹·K⁻¹ gacha yaxshilandi, shu bilan birga plazma korroziyaga chidamliligini oshirdi.
1850 ° C va 30 MPa sharoitida granullangan va tavlangan SiC kukunini issiq presslash va tez issiq presslash natijasida hech qanday qo'shimchalarsiz to'liq zich b-SiC keramika olinadi, zichligi 3,2 g / sm³ va sinterlash harorati an'anaviy jarayonlarga qaraganda 150-200 ° C past. Keramika qattiqligi 2729 GPa, sinish chidamliligi 5,25–5,30 MPam^1/2 va mukammal emirilishga chidamliligi (9,9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ va 3,8 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ va 3,8 × 10⁻¹⁹04°14°104s/C da) va 100 MPa).
(A) sayqallangan sirtning SEM tasviri; B) Singan sirtining SEM tasviri; (C, D) jilolangan yuzaning BSD tasviri
Piezoelektrik keramika uchun 3D bosib chiqarish bo'yicha tadqiqotlarda keramika shlamlari shakllanish va ishlashga ta'sir qiluvchi asosiy omil sifatida mahalliy va xalqaro miqyosda asosiy e'tiborga aylandi. Joriy tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, kukun zarralari hajmi, atala yopishqoqligi va qattiq tarkib kabi parametrlar yakuniy mahsulotning shakllanish sifati va piezoelektrik xususiyatlariga sezilarli darajada ta'sir qiladi.
Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, mikron-, submikron- va nano-o'lchamdagi bariy titanat kukunlari yordamida tayyorlangan keramik shlamlar stereolitografiya (masalan, LCD-SLA) jarayonlarida sezilarli farqlarni ko'rsatadi. Zarrachalar hajmi kamayishi bilan atala yopishqoqligi sezilarli darajada oshadi, nano o'lchamdagi kukunlar yopishqoqligi milliardlab mPa·s ga etadi. Mikron o'lchamdagi kukunlari bo'lgan bulamaçlar chop etish paytida delaminatsiyaga va tozalanishga moyil bo'ladi, submikron va nano o'lchamdagi kukunlar esa barqarorroq shakllanish harakatini namoyish etadi. Yuqori haroratli sinterlashdan so'ng, hosil bo'lgan keramika namunalari 5,44 g / sm³ zichlikka, taxminan 200 pC / N ga teng piezoelektrik koeffitsientga (d₃₃) va mukammal elektromexanik javob xususiyatlarini ko'rsatadigan past yo'qotish omillariga erishdi.
Bundan tashqari, mikrostereolitografiya jarayonlarida PZT tipidagi shlamlarning qattiq tarkibini sozlash (masalan, 75 g.%) zichligi 7,35 g / sm³ bo'lgan sinterlangan jismlar hosil bo'lib, qutbli elektr maydonlari ostida 600 pC / N gacha piezoelektrik doimiylikka erishdi. Mikro miqyosdagi deformatsiyani qoplash bo'yicha tadqiqotlar shakllanish aniqligini sezilarli darajada yaxshiladi, geometrik aniqlikni 80% gacha oshirdi.
PMN-PT piezoelektrik keramika bo'yicha yana bir tadqiqot shuni ko'rsatdiki, qattiq tarkib keramika tuzilishi va elektr xususiyatlariga jiddiy ta'sir qiladi. 80 og'irlikdagi qattiq tarkibda, keramika ichida yon mahsulotlar osongina paydo bo'ldi; qattiq tarkibning og'irligi 82% va undan yuqori darajaga ko'tarilganligi sababli, yon mahsulotlar asta-sekin yo'q bo'lib ketdi va keramika tuzilishi yanada toza bo'lib, sezilarli darajada yaxshilandi. Og'irligi 82% bo'lgan keramika optimal elektr xususiyatlarini ko'rsatdi: 730 pC / N ga teng piezoelektrik doimiy, 7226 nisbiy o'tkazuvchanlik va dielektrik yo'qotish faqat 0,07.
Xulosa qilib aytganda, keramik shlamlarning zarracha hajmi, qattiq tarkibi va reologik xususiyatlari nafaqat bosib chiqarish jarayonining barqarorligi va aniqligiga ta'sir qiladi, balki sinterlangan jismlarning zichligi va piezoelektrik reaktsiyasini bevosita aniqlaydi, bu ularni yuqori samarali 3D-bosma piezoelektrik keramikaga erishish uchun asosiy parametrlarga aylantiradi.
BT/UV namunalarini LCD-SLA 3D bosib chiqarishning asosiy jarayoni
Turli xil qattiq tarkibli PMN-PT keramika xususiyatlari
IV. Spark plazmasini sinterlash
Spark plazma sinterlash (SPS) - bu tez zichlikka erishish uchun bir vaqtning o'zida kukunlarga qo'llaniladigan impulsli oqim va mexanik bosimdan foydalanadigan ilg'or sinterlash texnologiyasi. Ushbu jarayonda oqim to'g'ridan-to'g'ri qolip va kukunni isitadi, Joule issiqlik va plazma hosil qiladi, bu qisqa vaqt ichida (odatda 10 daqiqa ichida) samarali sinterlashni ta'minlaydi. Tez isitish sirt tarqalishini rag'batlantiradi, uchqun chiqishi esa chang sirtidan adsorbsiyalangan gazlar va oksidli qatlamlarni olib tashlashga yordam beradi va sinterlash ishini yaxshilaydi. Elektromagnit maydonlar tomonidan qo'zg'atilgan elektromigratsiya ta'siri ham atom diffuziyasini kuchaytiradi.
An'anaviy issiq presslash bilan solishtirganda, SPS ko'proq to'g'ridan-to'g'ri isitishni qo'llaydi, bu esa past haroratlarda zichlash imkonini beradi va nozik va bir xil mikro tuzilmalarni olish uchun don o'sishini samarali ravishda inhibe qiladi. Masalan:
- Qo'shimchalarsiz, maydalangan SiC kukunini xom ashyo sifatida ishlatib, 2100 ° C va 70 MPa da 30 daqiqa davomida sinterlash 98% nisbiy zichlikdagi namunalarni berdi.
- 1700 ° C va 40 MPa da 10 daqiqa davomida sinterlash 98% zichlik va atigi 30-50 nm don o'lchamlari bilan kub SiC hosil qildi.
- 80 mkm donador SiC kukunidan foydalanish va 1860 ° C va 50 MPa haroratda 5 daqiqa davomida sinterlash natijasida 98,5% nisbiy zichlik, 28,5 GPa Vickers mikroqattiqligi, 395 MPa egilish kuchi va yorilish chidamliligi 4 ^ 5 MPa nisbiy zichlikka ega yuqori samarali SiC keramika hosil bo'ldi.
Mikrostrukturaviy tahlil shuni ko'rsatdiki, sinterlash harorati 1600 ° C dan 1860 ° C gacha ko'tarilganligi sababli, materialning porozligi sezilarli darajada pasayib, yuqori haroratlarda to'liq zichlikka yaqinlashadi.
Turli haroratlarda sinterlangan SiC seramikasining mikro tuzilishi: (A) 1600 ° C, (B) 1700 ° C, (C) 1790 ° C va (D) 1860 ° C
V. Qo‘shimchalar ishlab chiqarish
Qo'shimcha ishlab chiqarish (AM) so'nggi paytlarda qatlamli qurilish jarayoni tufayli murakkab keramika komponentlarini ishlab chiqarishda ulkan salohiyatni namoyish etdi. SiC keramika uchun bir nechta AM texnologiyalari ishlab chiqilgan, jumladan, biriktiruvchi oqim (BJ), 3DP, selektiv lazer sinterlash (SLS), to'g'ridan-to'g'ri siyoh yozish (DIW) va stereolitografiya (SL, DLP). Biroq, 3DP va DIW pastroq aniqlikka ega, SLS esa termal stress va yoriqlarni keltirib chiqaradi. Bundan farqli o'laroq, BJ va SL yuqori toza, yuqori aniqlikdagi murakkab keramika ishlab chiqarishda katta afzalliklarga ega.
- Bog'lovchi oqim (BJ)
BJ texnologiyasi qatlam-qatlamda biriktiruvchi kukunga purkash, so'ngra oxirgi keramika mahsulotini olish uchun ajratish va sinterlashni o'z ichiga oladi. BJ ni kimyoviy bug 'infiltratsiyasi (CVI) bilan birlashtirib, yuqori toza, to'liq kristalli SiC keramika muvaffaqiyatli tayyorlandi. Jarayon quyidagilarni o'z ichiga oladi:
① BJ yordamida SiC seramika yashil jismlarini shakllantirish.
② 1000°C va 200 Torr da CVI orqali zichlash.
③ Yakuniy SiC seramika zichligi 2,95 g/sm³, issiqlik o'tkazuvchanligi 37 Vt/m·K va egilish kuchi 297 MPa edi.
Yopishqoq jet (BJ) bosib chiqarishning sxematik diagrammasi. (A) Kompyuter yordamida loyihalash (SAPR) modeli, (B) BJ printsipining sxematik diagrammasi, (C) BJ tomonidan SiC ni bosib chiqarish, (D) kimyoviy bug 'infiltratsiyasi (CVI) orqali SiC ni zichlashtirish.
- Stereolitografiya (SL)
SL - ultrabinafsha nurlanishiga asoslangan seramika shakllantirish texnologiyasi bo'lib, juda yuqori aniqlik va murakkab tuzilmalarni ishlab chiqarish qobiliyatiga ega. Ushbu usul yuqori qattiq tarkibli va past yopishqoqlikka ega bo'lgan fotosensitiv keramika shlamlarini fotopolimerizatsiya orqali 3D keramik yashil jismlarni hosil qilish uchun ishlatadi, so'ngra yakuniy mahsulotni olish uchun ajratish va yuqori haroratli sinterlash.
35 vol.% SiC atalasidan foydalanib, 405 nm ultrabinafsha nurlanishi ostida yuqori sifatli 3D yashil jismlar tayyorlandi va 800 ° C da polimer yonishi va PIP bilan ishlov berish orqali yanada zichlashtirildi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, 35% hajmli atala bilan tayyorlangan namunalar 30% va 40% nazorat guruhlarini ortda qoldirib, 84,8% nisbiy zichlikka erishdi.
Atlamani o'zgartirish uchun lipofil SiO₂ va fenolik epoksi qatronini (PEA) kiritish orqali fotopolimerizatsiya ko'rsatkichlari samarali ravishda yaxshilandi. 1600 ° C da 4 soat davomida sinterlangandan so'ng, SiC ga deyarli to'liq konversiyaga erishildi, yakuniy kislorod miqdori atigi 0,12% bo'lib, oldindan oksidlanish yoki infiltratsiyadan oldingi bosqichlarsiz yuqori toza, murakkab tuzilmali SiC keramikalarini bir bosqichda ishlab chiqarish imkonini beradi.
Chop etish strukturasi va uni sinterlash jarayonining tasviri. (A) 25 ° C da, piroliz (B) 1000 ° C da va (C) 1600 ° C da sinterlashdan keyin namunaning ko'rinishi.
Stereolitografiya 3D bosib chiqarish uchun fotosensitiv Si₃N₄ keramik shlamlarini loyihalash va ajratish-presinterlash va yuqori haroratda qarish jarayonlarini qo'llash orqali Si₃N₄ keramika nazariy zichligi 93,3%, tortishish kuchi 279,8 MPa va flesh-23,8 MPa ni tashkil etdi. tayyorlangan. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, 45 vol.% qattiq tarkib va 10 s ta'sir qilish vaqti sharoitida IT77 darajasidagi qattiqlashuv aniqligiga ega bir qatlamli yashil jismlarni olish mumkin. 0,1 °C / min isitish tezligi bilan past haroratli ajratish jarayoni yoriqsiz yashil jismlarni ishlab chiqarishga yordam berdi.
Sinterlash stereolitografiyaning yakuniy ishlashiga ta'sir qiluvchi asosiy qadamdir. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, sinterlash vositalarini qo'shish seramika zichligi va mexanik xususiyatlarini samarali ravishda yaxshilashi mumkin. Yuqori zichlikdagi Si₃N₄ keramika tayyorlash uchun CeO₂-ni sinterlash vositasi sifatida va elektr maydon yordamida sinterlash texnologiyasidan foydalangan holda, CeO₂ don chegaralarida ajralishi aniqlandi, bu esa don chegarasining siljishini va zichligini rag'batlantiradi. Olingan keramika Vickers qattiqligi HV10/10 (1347,9 ± 2,4) va sinish chidamliligi (6,57 ± 0,07) MPa·m¹/² ko'rsatdi. Qo'shimchalar sifatida MgO–Y₂O₃ bilan keramika mikro tuzilmasi bir xilligi yaxshilandi, bu ish faoliyatini sezilarli darajada oshirdi. Umumiy doping darajasi 8 og'irligi% bo'lganida, egilish kuchi va issiqlik o'tkazuvchanligi mos ravishda 915,54 MPa va 59,58 Vt·m⁻¹·K⁻¹ ga yetdi.
VI. Xulosa
Xulosa qilib aytganda, yuqori tozalikdagi kremniy karbid (SiC) keramikasi ajoyib muhandislik keramika materiali sifatida yarimo'tkazgichlar, aerokosmik va ekstremal sharoitlarda uskunalarda keng qo'llash istiqbollarini namoyish etdi. Ushbu maqola yuqori toza SiC keramika uchun beshta tipik tayyorlash yo'nalishini - qayta kristallanish sinterlash, bosimsiz sinterlash, issiq presslash, uchqunli plazma sinterlash va qo'shimchalar ishlab chiqarish - ularning zichlashtirish mexanizmlari, asosiy parametrlarni optimallashtirish, materialning ishlashi va tegishli afzalliklari va cheklovlari haqida batafsil muhokamalar bilan tizimli ravishda tahlil qildi.
Ko'rinib turibdiki, turli jarayonlarning har biri yuqori tozalik, yuqori zichlik, murakkab tuzilmalarga erishish va sanoatning maqsadga muvofiqligi nuqtai nazaridan o'ziga xos xususiyatlarga ega. Qo'shimcha ishlab chiqarish texnologiyasi, xususan, murakkab shakldagi va moslashtirilgan komponentlarni ishlab chiqarishda kuchli potentsialni ko'rsatdi, stereolitografiya va biriktiruvchi oqim kabi kichik sohalarda yutuqlarga erishdi, bu uni yuqori toza SiC keramika tayyorlash uchun muhim rivojlanish yo'nalishiga aylantirdi.
Yuqori toza SiC keramika tayyorlash bo'yicha kelajakdagi tadqiqotlar chuqurroq o'rganishi kerak, laboratoriya miqyosidan keng ko'lamli, yuqori ishonchli muhandislik dasturlariga o'tishni rag'batlantiradi va shu bilan yuqori darajadagi uskunalarni ishlab chiqarish va yangi avlod axborot texnologiyalari uchun muhim moddiy yordam beradi.
XKH yuqori samarali keramika materiallarini tadqiq qilish va ishlab chiqarishga ixtisoslashgan yuqori texnologiyali korxonadir. U yuqori toza kremniy karbid (SiC) keramika shaklida mijozlar uchun moslashtirilgan echimlarni taqdim etishga bag'ishlangan. Kompaniya ilg'or materiallarni tayyorlash texnologiyalari va aniq qayta ishlash imkoniyatlariga ega. Uning biznesi yuqori sifatli keramika komponentlari uchun yarimo'tkazgich, yangi energiya, aerokosmik va boshqa sohalarning qat'iy talablariga javob beradigan yuqori toza SiC keramikasini tadqiq qilish, ishlab chiqarish, aniq qayta ishlash va sirtni qayta ishlashni o'z ichiga oladi. Etuk sinterlash jarayonlari va qo'shimchalar ishlab chiqarish texnologiyalaridan foydalangan holda, biz mijozlarga materiallar formulasini optimallashtirish, murakkab tuzilmani shakllantirishdan aniq ishlov berishgacha, mahsulotlarning mukammal mexanik xususiyatlarga, termal barqarorlikka va korroziyaga chidamliligiga ega bo'lishini ta'minlash uchun bir martalik xizmatni taklif qilishimiz mumkin.
Yuborilgan vaqt: 2025-yil-30-iyul