Prinsip manufaktur silikon karbida yang direkristalisasi
Waktu rilis:
2023-03-02
Karbida silikon yang direkristalisasi Prinsip manufaktur
Karbida silikon yang direkristalisasi ( R-SiC ) adalah material karbida silikon tanpa fase pengikat. Kinerja suhu tingginya yang sangat baik terkait erat dengan mekanisme sintesisnya.
Karbida silikon yang direkristalisasi Metode persiapan material adalah sebagai berikut: Menggunakan dua gradasi ukuran partikel yang berbeda (kasar dan halus) dari karbida silikon dengan kemurnian tinggi sebagai bahan baku, menambahkan sejumlah pengikat sementara yang sesuai (tanpa aditif sintering), mencampurnya secara merata dalam proporsi tertentu, dan kemudian membentuknya dengan pengecoran bubur atau pengecoran gel. Pada suhu tinggi ( 2200-2450 ℃) dan di bawah perlindungan atmosfer, penguapan, kondensasi, dan rekristalisasi terjadi, dan butir-butir hidup berdampingan pada titik kontak butir untuk membentuk badan sinter. Oleh karena itu, karbida silikon yang direkristalisasi tidak menyusut dan tidak memiliki fase cair selama sintering, dan membentuk struktur kerangka jaringan berpori dan saling berhubungan. Karena molekul karbida silikon hanya dapat menghasilkan sejumlah kecil molekul gas, perlu diperhatikan bahwa "penguapan" di sini bukanlah penguapan sederhana dari karbida silikon, melainkan penguraian karbida silikon dengan adanya silikon dioksida. Ketika partikel halus menempati ruang di antara partikel kasar, mereka akan hancur selama pemanggangan dan kemudian menggumpal dan mengendap pada titik kontak partikel besar untuk membentuk lapisan batas butir baru, sehingga meningkatkan mikrostruktur. Setelah partikel halus benar-benar hilang dan meninggalkan pori-pori, proses sintering selesai.
Struktur dan sifat karbida silikon yang direkristalisasi sangat berbeda dari karbida silikon yang terikat reaksi, karbida silikon yang disinter tanpa tekanan, dan karbida silikon yang terikat sendiri. Dapat ditemukan bahwa karbida silikon yang direkristalisasi tidak menyusut selama sintering, sehingga bagian dalamnya longgar, dan terdapat banyak pori-pori. Meskipun ini menyebabkan kerentanan terhadap suhu tinggi, itu akan meningkat hingga batas tertentu seiring dengan peningkatan suhu. Misalnya, kekuatan lentur karbida silikon yang direkristalisasi pada 1400 ℃ akan lebih tinggi daripada pada suhu kamar sebesar 15~20% 。
Dibandingkan dengan material karbida silikon lainnya, Karbida silikon yang direkristalisasi memiliki antarmuka yang relatif murni, dan konduktivitas termalnya 5 kali lebih tinggi daripada material refraktori karbida silikon biasa, dengan koefisien ekspansi termal yang lebih rendah, sehingga karbida silikon yang direkristalisasi memiliki ketahanan terhadap goncangan termal yang lebih tinggi, dapat menahan pendinginan cepat dan goncangan termal, dan mengurangi penyimpanan panas; karena kemurniannya yang tinggi, tidak ada fase pengikat senyawa antara, dan ketahanan oksidasi yang kuat, masa pakai dapat sangat ditingkatkan. Karbida silikon yang direkristalisasi memiliki struktur yang tidak menyusut dan berpori, yang melemahkan ketahanan oksidasinya dan sifat mekanisnya. Oleh karena itu, bagaimana memanfaatkan struktur berpori untuk meningkatkan ketahanan oksidasinya dan sifat mekanisnya untuk mencapai fungsinya adalah topik penelitian utama. Ini terutama dibagi menjadi tiga arah: 1. Mengisi karbida silikon ke dalam celah antara karbida silikon; 2. Mengisi material lain ke dalam celah antara karbida silikon untuk menyiapkan komposit; 3. Mempersiapkan keramik berpori melalui desain struktur berpori.
Saat ini, teknologi persiapan pirolisis impregnasi relatif matang, tetapi harga tinggi dan kesulitan dalam membeli prekursor adalah alasan utama yang membatasi penerapan pirolisis impregnasi. Metode pirolisis impregnasi membutuhkan prekursor polikarbosilan untuk diresapi ke dalam karbida silikon. Saat ini, sangat sedikit polikarbosilan yang diproduksi di Cina, terutama oleh Universitas Teknologi Pertahanan Nasional, dan tidak dijual secara eksternal, sehingga sulit untuk dipromosikan. Namun, perusahaan swasta di Cina telah meneliti keramik prekursor cair. Diperkirakan setelah produksi massal berhasil, harga prekursor akan turun hingga batas tertentu, sehingga mengurangi masalah tingginya biaya metode pirolisis perendaman, dan mewujudkan penerapan luas karbida silikon yang direkristalisasi dengan kepadatan tinggi pada penyala dan material struktural suhu tinggi.
