Pengantar Proses Sintering Tradisional Keramik Silikon Karbida
Waktu rilis:
2022-10-27
Sintring Uniaxial (Tekanan Alami) Keramik Silikon Karbida
Sintring uniaxial (tekanan alami) silikon karbida pertama kali ditemukan oleh para ahli Amerika. Dengan menambahkan sedikit boron dan karbon ke β-SiC submikron, sintring uniaxial silikon karbida tercapai, menghasilkan badan sinter yang berdensitas tinggi dengan kerapatan relatif mendekati nilai teoritis 95%. Selanjutnya, para ahli mengkonfirmasi bahwa menggunakan α-SiC sebagai bahan baku, bersama dengan boron dan karbon, juga dapat memadatkan silikon karbida. Pada silikon karbida yang disinter melalui sintring fase padat, dislokasi relatif 'bersih', dan kekuatan tekan suhu tinggi tidak berubah dengan meningkatnya suhu, umumnya dapat digunakan hingga 1600 ℃ tanpa perubahan kekuatan tekan.
Keramik Silikon Karbida Rekristalisasi
Keramik Silikon Karbida: Mikropuder silikon karbida murni dan bubuk ultrafine dicampur dengan sejumlah pengikat, dan bagian pembentuk silikon karbida dengan kerapatan relatif sangat tinggi dibentuk menggunakan metode pengecoran bubur. Kompak dibakar dalam tungku hingga 2500 ℃ dalam kondisi terisolasi udara. Pada sekitar 2100 ℃, terjadi volatilisasi dan kondensasi, dan partikel silikon karbida mengalami pengerasan antara, menghasilkan struktur pengikatan sendiri tanpa penyusutan. Kerapatan relatif sebelum dan sesudah pembakaran tetap konsisten, dan kandungan silikon karbida mencapai 99%. Produk silikon karbida rekristalisasi memiliki ketahanan goncangan panas tinggi, konduktivitas termal, ketahanan goncangan suhu tinggi, dan ketahanan oksidasi, menjadikannya keramik silikon karbida berkualitas tinggi.
Sintring Tekan Panas Keramik Silikon Karbida
Pada pertengahan tahun 1950-an, Amerika Serikat mempelajari efek aditif logam seperti boron, nikel, kromium, besi, dan aluminium pada sintring tekan panas SiC. Percobaan menunjukkan bahwa aluminium dan besi adalah aditif efektif dalam meningkatkan pemadatan SiC selama hot pressing. Penelitian menemukan bahwa mikrostruktur dan sifat mekanik dan termodinamika struktural badan sinter bervariasi dengan jenis aditif yang berbeda. Misalnya, ketika boron atau senyawa boron digunakan sebagai aditif, ukuran butir SiC tekan panas lebih kecil, tetapi kekuatannya lebih tinggi. Ketika berilium digunakan sebagai aditif, keramik SiC tekan panas memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Meskipun sintring tekan panas dapat menurunkan suhu sintring dan memiliki kerapatan relatif dan kekuatan tarik yang tinggi, proses tekan panas hanya dapat menghasilkan komponen SiC sederhana, dan jumlah produk yang dihasilkan dalam satu kali tekan panas kecil, yang tidak kondusif untuk produksi industri.
Sintring Tekan Isotatik Suhu Tinggi Keramik Silikon Karbida
Dalam proses sintring tradisional (sintring uniaxial atau hot pressing), SiC murni sulit untuk disinter hingga kepadatan tinggi tanpa penambahan aditif yang sesuai. Untuk mendapatkan badan sinter SiC berdensitas tinggi, bubuk ultrafine SiC submikron dan sejumlah kecil aditif sintring yang sesuai diperlukan. Namun, pengenalan aditif pasti akan memengaruhi banyak sifat keramik SiC. Untuk mengatasi kekurangan proses sintring tradisional, para peneliti menggunakan boron dan karbon sebagai aditif dan menggunakan sintring tekan isostatik panas. Pada 1900 ℃, keramik SiC berbutir halus dengan kerapatan relatif melebihi 98% dan kekuatan tarik suhu ruang sekitar 600 MPa diperoleh. Meskipun hot isostatic pressing dapat menghasilkan produk SiC berdensitas tinggi dengan bentuk kompleks dan sifat fisik yang kuat, metode ini membutuhkan pengemasan preform, sehingga menyulitkan produksi industri.
