Kako rešiti problem sintranja razpok v keramiki iz silicijevega karbida? - VeTek polprevodnik

Na področju sodobne industrijske proizvodnje so visokozmogljivi keramični materiali postopoma postali prednostni materiali za ključne industrijske aplikacije zaradi svoje odlične odpornosti proti obrabi, odpornosti na visoke temperature in kemične stabilnosti. Keramika iz silicijevega karbida (SiC) visoke čistosti je postala idealna izbira za številna industrijska področja zaradi svojih edinstvenih fizikalnih in kemijskih lastnosti, kot so visoka trdnost, visoka trdota in dobra toplotna prevodnost. Vendar je bil v procesu priprave keramike iz silicijevega karbida problem razpok pri sintranju vedno ozko grlo, ki omejuje izboljšanje učinkovitosti. Ta članek bo poglobljeno raziskal težave pri delovanju sintranih razpok v visokozmogljivi keramiki iz silicijevega karbida visoke čistosti in predlagal rešitve.

Ⅰ. Ozadje uporabe visoko zmogljive keramike iz silicijevega karbida

Keramika iz silicijevega karbida ima široke možnosti uporabe v letalstvu, avtomobilski industriji, energetski opremi in na drugih področjih. Na področju letalstva se keramika iz silicijevega karbida uporablja za izdelavo turbinskih lopatic in zgorevalnih komor, ki so odporne na ekstremno visoke temperature in oksidacijska okolja. V avtomobilski industriji se lahko keramika iz silicijevega karbida uporablja za izdelavo rotorjev turbopolnilnikov za doseganje višjih hitrosti in vzdržljivosti. V energetski opremi se keramika iz silicijevega karbida pogosto uporablja v ključnih komponentah jedrskih reaktorjev in elektrarn na fosilna goriva za izboljšanje učinkovitosti delovanja in varnosti opreme.

Ⅱ. Vzroki za sintranje razpok v keramiki iz silicijevega karbida

Keramika iz silicijevega karbida je nagnjena k razpokam med procesom sintranja. Glavni razlogi vključujejo naslednje vidike:

Lastnosti prahu: Velikost delcev, specifična površina in čistost prahu silicijevega karbida neposredno vplivajo na proces sintranja. Prašek silicijevega karbida visoke čistosti s finimi delci bo bolj verjetno ustvaril enakomerno mikrostrukturo med postopkom sintranja, kar bo zmanjšalo pojav razpok.

Tlak za oblikovanje: Tlak vlivanja pomembno vpliva na gostoto in enakomernost surovca ​​iz silicijevega karbida. Previsok ali prenizek tlak oblikovanja lahko povzroči koncentracijo napetosti v surovcu, kar poveča tveganje za nastanek razpok.

Temperatura in čas sintranja: Temperatura sintranja keramike iz silicijevega karbida je običajno med 2000 °C in 2400 °C, dolg pa je tudi čas izolacije. Nerazumna kontrola temperature in časa sintranja bo povzročila nenormalno rast zrn in neenakomerno obremenitev, kar bo povzročilo razpoke.

Hitrost ogrevanja in hitrost hlajenja: Hitro segrevanje in ohlajanje povzroči toplotno obremenitev v surovcu, kar povzroči nastanek razpok. Razumen nadzor hitrosti ogrevanja in hlajenja je ključ do preprečevanja razpok.

Ⅲ. Metode za izboljšanje učinkovitosti razpok pri sintranju keramike iz silicijevega karbida

Da bi rešili problem sintranja razpok v keramiki iz silicijevega karbida, lahko sprejmemo naslednje metode:

Predobdelava prahu: Optimizirajte porazdelitev velikosti delcev in specifično površino prahu silicijevega karbida s postopki, kot sta sušenje z razprševanjem in kroglično mletje, da izboljšate aktivnost sintranja prahu.

Optimizacija procesa oblikovanja: Uporabite napredne tehnologije oblikovanja, kot sta izostatično stiskanje in drsno oblikovanje, da izboljšate enakomernost in gostoto surovca ​​ter zmanjšate koncentracijo notranjih napetosti.

Kontrola procesa sintranja: Optimizirajte krivuljo sintranja, izberite ustrezno temperaturo sintranja in čas zadrževanja ter nadzirajte rast zrn in porazdelitev napetosti. Hkrati uporabite postopke, kot sta segmentirano sintranje in vroče izostatično stiskanje (HIP), da dodatno zmanjšate pojav razpok.

Dodajanje aditivov: Dodajanje ustreznih količin redkih zemeljskih elementov ali oksidnih dodatkov, kot so itrijev oksid, aluminijev oksid itd., lahko pospeši zgostitev sintranja in izboljša odpornost materiala proti razpokam.

Ⅳ.O tem VeTek SemiconductorKeramika iz silicijevega karbida

VeTek Semiconductorje vodilni proizvajalec in dobavitelj izdelkov iz keramike iz silicijevega karbida na Kitajskem. Z našim obsežnim portfeljem kombinacij materialov Silicon Carbide Ceramics za polprevodnike, zmogljivostmi izdelave komponent in storitvami inženiringa aplikacij vam lahko pomagamo premagati velike izzive. Naši glavni izdelki Silicon Carbide Ceramics vključujejoSiC procesna cev, Čoln za rezine iz silicijevega karbida za vodoravno peč, Konzolno veslo iz silicijevega karbida, Čoln za rezine iz silicijevega karbida, prevlečen s SiCinNosilec rezin iz silicijevega karbida visoke čistosti. 

Izjemno čista silicijeva karbidna keramika VeTek Semiconductor se pogosto uporablja v celotnem ciklu izdelave in obdelave polprevodnikov. VeTek Semiconductor je vaš inovativni partner na področju obdelave polprevodnikov.