Жоғары таза кремний карбиді (SiC) керамика ерекше жылу өткізгіштікке, химиялық тұрақтылыққа және механикалық беріктікке байланысты жартылай өткізгіш, аэроғарыш және химия өнеркәсібіндегі маңызды компоненттер үшін тамаша материалдар ретінде пайда болды. Өнімділігі жоғары, ластануы төмен керамикалық құрылғыларға қойылатын талаптардың артуына байланысты жоғары таза SiC керамикасын дайындаудың тиімді және масштабталатын технологияларын әзірлеу жаһандық зерттеу бағытына айналды. Бұл мақалада жоғары тазалықтағы SiC керамикасын дайындаудың қазіргі негізгі әдістері, соның ішінде қайта кристалдану агломерациясы, қысымсыз агломерация (PS), ыстық престеу (HP), ұшқын плазмалық агломерация (SPS) және қоспалар өндірісі (AM), агломерациялау механизмдерін, негізгі параметрлерін, материал қасиеттерін және әрбір процестің бар қиындықтарын талқылауға баса назар аударады.
SiC керамикасының әскери және инженерлік салаларда қолданылуы
Қазіргі уақытта жоғары таза SiC керамикалық компоненттер кремний пластинасын өндіру жабдықтарында кеңінен қолданылады, олар тотығу, литография, ою және иондарды имплантациялау сияқты негізгі процестерге қатысады. Вафли технологиясының дамуымен вафли өлшемдерін ұлғайту маңызды үрдіске айналды. Ағымдағы негізгі пластинаның өлшемі 300 мм, бұл өзіндік құн мен өндірістік қуат арасындағы жақсы тепе-теңдікке қол жеткізу. Дегенмен, Мур заңына сүйене отырып, 450 мм пластиналарды жаппай өндіру қазірдің өзінде күн тәртібінде тұр. Үлкен пластиналар әдетте деформацияға және деформацияға қарсы тұру үшін жоғары құрылымдық беріктікті талап етеді, бұл үлкен өлшемді, жоғары берік, жоғары таза SiC керамикалық компоненттеріне өсіп келе жатқан сұранысты одан әрі арттырады. Соңғы жылдары аддитивті өндіріс (3D басып шығару), қалыптарды қажет етпейтін жылдам прототиптеу технологиясы ретінде қабат-қабат құрылысы мен икемді дизайн мүмкіндіктері арқасында күрделі құрылымды SiC керамикалық бөлшектерді жасауда орасан зор әлеуетті көрсетті және кең таралған назарды аударды.
Бұл мақалада жоғары таза SiC керамикасын дайындаудың бес репрезентативті әдісі жүйелі түрде талданады - қайта кристалдану, қысымсыз агломерация, ыстық престеу, ұшқын плазмасының агломерациясы және қоспалар өндірісі - олардың агломерациялау механизмдеріне, процесті оңтайландыру стратегияларына, материалдың өнімділік сипаттамаларына және өнеркәсіптік қолдану перспективаларына назар аударады.
Жоғары таза кремний карбид шикізатына қойылатын талаптар
I. Қайта кристалдану Агломерация
Қайта кристалданған кремний карбиді (RSiC) 2100–2500°C жоғары температурада агломерациясыз дайындалған жоғары таза SiC материалы. Фредрикссон алғаш рет 19 ғасырдың аяғында қайта кристалдану құбылысын ашқаннан бері, RSiC оның таза түйіршік шекаралары мен шыны фазалары мен қоспаларының болмауына байланысты айтарлықтай назар аударды. Жоғары температурада SiC салыстырмалы түрде жоғары бу қысымын көрсетеді және оның агломерациялау механизмі ең алдымен булану-конденсация процесін қамтиды: ұсақ түйіршіктер буланып, ірі дәндердің беттерінде қайта тұндырады, мойынның өсуіне және дәндер арасындағы тікелей байланыстыруға ықпал етеді, осылайша материалдың беріктігін арттырады.
1990 жылы Кригесманн 2200°C температурада сырғанақ құю арқылы салыстырмалы тығыздығы 79,1% болатын RSiC дайындады, көлденең қимасы ірі түйіршіктер мен кеуектерден тұратын микроқұрылымды көрсетеді. Кейіннен Yi et al. жасыл денелерді дайындау үшін гельді құюды қолданды және оларды 2450 ° C температурада күйдірді, көлемдік тығыздығы 2,53 г/см³ және иілу беріктігі 55,4 МПа RSiC керамикасын алды.
RSiC-тің SEM сыну беті
Тығыз SiC-пен салыстырғанда, RSiC төмен тығыздыққа (шамамен 2,5 г/см³) және 20%-ға жуық ашық кеуектілікке ие, бұл оның беріктігі жоғары қолданбалардағы өнімділігін шектейді. Сондықтан RSiC тығыздығы мен механикалық қасиеттерін жақсарту зерттеудің негізгі бағытына айналды. Сунг және т.б. α-SiC ірі түйіршіктерінен тұратын желілік құрылымды сәтті құрастыра отырып, балқытылған кремнийді көміртекті/β-SiC аралас компакттерге инфильтрациялауды және 2200°C температурада қайта кристалдануды ұсынды. Алынған RSiC жоғары температурада тамаша механикалық тұрақтылықты сақтай отырып, 2,7 г/см³ тығыздыққа және 134 МПа иілу беріктігіне қол жеткізді.
Тығыздығын одан әрі арттыру үшін Гуо және т.б. полимерлі инфильтрация және пиролиз (PIP) технологиясы RSiC-ті бірнеше өңдеу үшін қолданылады. Инфильтранттар ретінде PCS/ксилол ерітінділерін және SiC/PCS/ксилол суспензияларын пайдалану 3–6 PIP циклынан кейін RSiC тығыздығы оның иілу беріктігімен бірге айтарлықтай жақсарды (2,90 г/см³ дейін). Сонымен қатар, олар PIP және қайта кристалдануды біріктіретін циклдік стратегияны ұсынды: 1400 ° C-та пиролиз, содан кейін 2400 ° C-та қайта кристалдану, бөлшектердің бітелуін тиімді тазартады және кеуектілікті азайтады. Соңғы RSiC материалы 2,99 г/см³ тығыздыққа және 162,3 МПа иілу беріктігіне қол жеткізіп, керемет жан-жақты өнімділікті көрсетті.
Полимерді сіңдіру және пиролиз (PIP)-қайта кристалдану циклдарынан кейінгі жылтыратылған RSiC микроқұрылымының эволюциясының SEM суреттері: Бастапқы RSiC (A), бірінші PIP-қайта кристалдану циклінен кейін (B) және үшінші циклден кейін (C)
II. Қысымсыз агломерация
Қысымсыз күйдірілген кремний карбиді (SiC) керамика әдетте шикізат ретінде жоғары таза, ультра жұқа SiC ұнтағын пайдаланып дайындалады, оған аз мөлшерде агломерациялық көмекші заттар қосылады және инертті атмосферада немесе 1800–2150°C вакуумда агломерацияланады. Бұл әдіс үлкен өлшемді және күрделі құрылымды керамикалық компоненттерді өндіру үшін қолайлы. Алайда, SiC негізінен ковалентті байланысқандықтан, оның өзіндік диффузия коэффициенті өте төмен, бұл агломерациялау құралдарынсыз тығыздауды қиындатады.
Агломерациялау механизмі негізінде қысымсыз агломерацияны екі санатқа бөлуге болады: қысымсыз сұйық фазалық агломерация (PLS-SiC) және қысымсыз қатты күйдегі агломерация (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (сұйық фазалық агломерация)
PLS-SiC әдетте 2000°C төмен температурада сұйық фазаны құра отырып, бөлшектердің массасының ауысуына және диапазонының қайта бөлінуіне ықпал ететін эвтектикалық агломерациялық көмектердің (Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂ және сирек жер оксидтері RE₂O₃ сияқты) шамамен 10 масса қосу арқылы агломерацияланады. Бұл процесс өнеркәсіптік деңгейдегі SiC керамикалары үшін жарамды, бірақ сұйық фазалық агломерация арқылы қол жеткізілген жоғары таза SiC туралы есептер жоқ.
1.2 PSS-SiC (қатты күйдегі агломерация)
PSS-SiC 2000°C жоғары температурада шамамен 1 масса% қоспалармен қатты дененің тығыздалуын қамтиды. Бұл процесс негізінен атомдық диффузияға және беттік энергияны азайту және тығыздауға қол жеткізу үшін жоғары температура әсерінен астықтың қайта орналасуына негізделген. BC (бор-көміртекті) жүйесі дән шекарасының энергиясын төмендететін және SiC бетінен SiO₂-ды кетіретін кең таралған қоспа комбинациясы болып табылады. Дегенмен, дәстүрлі BC қоспалары көбінесе қалдық қоспаларды енгізеді, SiC тазалығын төмендетеді.
Қоспаның құрамын бақылау арқылы (В 0,4 масса %, С 1,8 масса%) және 2150°C температурада 0,5 сағат агломерациялау арқылы тазалығы 99,6 % және салыстырмалы тығыздығы 98,4 % жоғары таза SiC керамика алынды. Микроқұрылым бағаналы дәндерді (кейбіреулерінің ұзындығы 450 мкм-ден астам) көрсетті, түйіршіктер шекарасында ұсақ кеуектері және дәндердің ішінде графит бөлшектері бар. Керамика 443 ± 27 МПа иілу беріктігін, 420 ± 1 ГПа серпімділік модулін және 3,84 × 10⁻⁶ K⁻¹ термиялық кеңею коэффициентін бөлме температурасының 600°C-қа дейінгі диапазонында көрсетіп, тамаша жалпы өнімділікті көрсетті.
PSS-SiC микроқұрылымы: (A) жылтыратудан және NaOH оюдан кейінгі SEM кескіні; (BD) BSD кескіндері жылтыратудан және оюдан кейін
III. Ыстық престеу агломерация
Ыстық престеу (HP) агломерациялау – жоғары температура мен жоғары қысым жағдайында ұнтақ материалдарға жылу мен бір осьтік қысымды бір мезгілде қолданатын тығыздау әдісі. Жоғары қысым кеуектер түзілуін айтарлықтай тежейді және дәннің өсуін шектейді, ал жоғары температура дәндердің бірігуіне және тығыз құрылымдардың пайда болуына ықпал етеді, сайып келгенде, тығыздығы жоғары, жоғары таза SiC керамикасын шығарады. Престеудің бағытталу сипатына байланысты бұл процесс дәннің анизотропиясын тудыруға бейім, механикалық және тозу қасиеттеріне әсер етеді.
Таза SiC керамикасын қоспаларсыз тығыздау қиын, бұл өте жоғары қысымда агломерацияны қажет етеді. Nadeau және т.б. 2500°C және 5000 МПа температурада қоспасыз толық тығыз SiC сәтті дайындалды; Sun және т.б. 25 ГПа және 1400°C температурада 41,5 ГПа дейінгі Викерс қаттылығы бар β-SiC сусымалы материалдар алынды. 4 ГПа қысымды пайдаланып, салыстырмалы тығыздығы шамамен 98% және 99%, қаттылығы 35 ГПа және серпімділік модулі 450 ГПа болатын SiC керамикалары сәйкесінше 1500°C және 1900°C температурада дайындалды. Микрон өлшемді SiC ұнтағын 5 ГПа және 1500°C температурада агломерациялау қаттылығы 31,3 ГПа және салыстырмалы тығыздығы 98,4% керамика берді.
Бұл нәтижелер өте жоғары қысымның қоспасыз тығыздауға қол жеткізе алатынын көрсеткенімен, қажетті жабдықтың күрделілігі мен жоғары құны өнеркәсіптік қолданбаларды шектейді. Сондықтан практикалық дайындықта агломерацияның қозғаушы күшін күшейту үшін іздік қоспалар немесе ұнтақты түйіршіктеу жиі қолданылады.
Қоспа ретінде массасы 4% фенолды шайырды қосып, 2350°С және 50 МПа температурада агломерациялау арқылы тығыздалу жылдамдығы 92% және тазалығы 99,998% SiC керамика алынды. Қоспаның аз мөлшерін (бор қышқылы және D-фруктоза) және 2050°C және 40 МПа температурада агломерациялау арқылы салыстырмалы тығыздығы >99,5% және В қалдық құрамы тек 556 ppm болатын жоғары таза SiC дайындалды. SEM суреттері қысымсыз күйдірілген үлгілермен салыстырғанда ыстық престеу үлгілерінің түйіршіктері кішірек, кеуектері аз және тығыздығы жоғары екенін көрсетті. Иілу күші 453,7 ± 44,9 МПа, серпімділік модулі 444,3 ± 1,1 ГПа жетті.
Ұстау уақытын 1900°C температурада ұзарту арқылы түйір өлшемі 1,5 мкм-ден 1,8 мкм-ге дейін ұлғайды, ал жылу өткізгіштік 155-тен 167 Вт·m⁻¹·K⁻¹-ге дейін жақсарды, сонымен бірге плазмалық коррозияға төзімділікті арттырады.
1850°C және 30 МПа жағдайында түйіршіктелген және күйдірілген SiC ұнтағын ыстық престеу және жылдам ыстық престеу ешқандай қоспасыз, тығыздығы 3,2 г/см³ және агломерация температурасы дәстүрлі процестерден 150–200°C төмен толық тығыз β-SiC керамика берді. Керамиканың қаттылығы 2729 ГПа, сынуға төзімділігі 5,25–5,30 МПа·м^1/2 және тамаша сусымалы қарсылық (сусылу жылдамдығы 9,9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ және 3,8 × 10⁻⁻⁹04°10C 10⁻⁹04с) болды. және 100 МПа).
А) жылтыратылған беттің SEM кескіні; B) Сынық бетінің SEM суреті; (C, D) жылтыратылған беттің BSD кескіні
Пьезоэлектрлік керамикаға арналған 3D басып шығару зерттеулерінде керамикалық суспензия қалыптау мен өнімділікке әсер ететін негізгі фактор ретінде ішкі және халықаралық деңгейде басты назарға айналды. Ағымдағы зерттеулер ұнтақ бөлшектерінің мөлшері, суспензияның тұтқырлығы және қатты құрамы сияқты параметрлер түпкілікті өнімнің қалыптау сапасына және пьезоэлектрлік қасиеттеріне айтарлықтай әсер ететінін көрсетеді.
Зерттеулер микрон-, субмикрон- және нано-өлшемді барий титанаты ұнтақтарын пайдаланып дайындалған керамикалық суспензиялар стереолитография (мысалы, LCD-SLA) процестерінде айтарлықтай айырмашылықтарды көрсететінін анықтады. Бөлшектердің өлшемі азайған сайын суспензияның тұтқырлығы айтарлықтай артады, наноөлшемді ұнтақтар тұтқырлығы миллиардтаған мПа·с-қа жететін шламдарды шығарады. Микрон өлшемді ұнтақтары бар суспензиялар басып шығару кезінде қабаттануға және пиллингке бейім, ал субмикрондық және нано өлшемді ұнтақтар тұрақты қалыптасу әрекетін көрсетеді. Жоғары температурада агломерациялаудан кейін алынған керамикалық үлгілер 5,44 г/см³ тығыздыққа, шамамен 200 pC/N пьезоэлектрлік коэффициентіне (d₃₃) және тамаша электромеханикалық жауап қасиеттерін көрсететін төмен жоғалту факторларына қол жеткізді.
Сонымен қатар, микростереолитография процестерінде, PZT типті суспензиялардың қатты құрамын реттеу (мысалы, массасы 75%) 7,35 г/см³ тығыздығы бар агломерацияланған денелерді алып, полярлық электр өрістері астында 600 пС/Н дейін пьезоэлектрлік тұрақтыға қол жеткізді. Микро масштабты деформация компенсациясы бойынша зерттеулер қалыптау дәлдігін айтарлықтай жақсартып, геометриялық дәлдікті 80%-ға дейін арттырды.
PMN-PT пьезоэлектрлік керамика бойынша тағы бір зерттеу қатты құрамның керамикалық құрылымы мен электрлік қасиеттеріне сыни әсер ететінін көрсетті. 80 масса% қатты құраммен керамикада жанама өнімдер оңай пайда болды; қатты құрамы 82 масса% және одан жоғарыға дейін өскен сайын жанама өнімдер біртіндеп жоғалып кетті және керамикалық құрылым таза болды, өнімділік айтарлықтай жақсарды. 82 масса% кезінде керамика оңтайлы электрлік қасиеттерді көрсетті: пьезоэлектрлік тұрақты 730 pC/N, салыстырмалы өткізгіштік 7226 және диэлектрлік шығын бар болғаны 0,07.
Қорытындылай келе, керамикалық суспензиялардың бөлшектерінің мөлшері, қатты құрамы және реологиялық қасиеттері басып шығару процесінің тұрақтылығы мен дәлдігіне әсер етіп қана қоймайды, сонымен қатар агломерацияланған денелердің тығыздығы мен пьезоэлектрлік реакциясын тікелей анықтайды, бұл оларды жоғары өнімді 3D басып шығарылған пьезоэлектрлік керамикаға қол жеткізудің негізгі параметрлеріне айналдырады.
BT/UV үлгілерін LCD-SLA 3D басып шығарудың негізгі процесі
Қатты құрамы әртүрлі PMN-PT керамикасының қасиеттері
IV. Spark плазмалық агломерация
Spark плазмалық агломерация (SPS) - жылдам тығыздауға қол жеткізу үшін ұнтақтарға бір уақытта қолданылатын импульстік ток пен механикалық қысымды пайдаланатын жетілдірілген агломерациялық технология. Бұл процесте ток қалып пен ұнтақты тікелей қыздырып, Джоуль жылуы мен плазмасын тудырады, бұл қысқа уақыт ішінде (әдетте 10 минут ішінде) тиімді агломерацияға мүмкіндік береді. Жылдам қыздыру беттік диффузияға ықпал етеді, ал ұшқын разряды ұнтақ беттерінен адсорбцияланған газдар мен оксид қабаттарын кетіруге көмектеседі, агломерация өнімділігін жақсартады. Электромагниттік өрістер тудыратын электромиграциялық әсер де атомдық диффузияны күшейтеді.
Дәстүрлі ыстық престеумен салыстырғанда, SPS тікелей қыздыруды көбірек пайдаланады, бұл төмен температураларда тығыздауға мүмкіндік береді, сонымен бірге майда және біркелкі микроқұрылымдарды алу үшін дәннің өсуін тиімді тежейді. Мысалы:
- Қоспаларсыз, ұнтақталған SiC ұнтағын шикізат ретінде пайдаланып, 2100°C және 70 МПа 30 минут бойы агломерациялау 98% салыстырмалы тығыздықтағы үлгілерді берді.
- 1700°C және 40 МПа температурада 10 минут бойы агломерациялау 98% тығыздығы бар текше SiC және түйір өлшемдері небәрі 30–50 нм құрады.
- 80 мкм түйіршікті SiC ұнтағын пайдалану және 1860°C және 50 МПа температурада 5 минут бойы агломерациялау 98,5% салыстырмалы тығыздығы, Виккерс микроқаттылығы 28,5 ГПа, иілу беріктігі 395 МПа және сынуға төзімділігі 395 МПа және 50 МПа 5 минут ішінде жоғары өнімді SiC керамикасына әкелді.
Микроқұрылымдық талдау агломерация температурасы 1600°С-тан 1860°С-қа дейін жоғарылаған сайын материалдың кеуектілігі айтарлықтай төмендеп, жоғары температурада толық тығыздыққа жақындағанын көрсетті.
Әртүрлі температурада агломерленген SiC керамикасының микроқұрылымы: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C және (D) 1860°C
V. Қосымша өндіріс
Аддитивті өндіріс (AM) жақында күрделі керамикалық компоненттерді жасауда өзінің қабат-қабатты құрылыс процесіне байланысты орасан зор әлеуетті көрсетті. SiC керамикалары үшін байланыстырушы ағынды (BJ), 3DP, таңдамалы лазерлік агломерация (SLS), тікелей сиямен жазу (DIW) және стереолитографияны (SL, DLP) қоса алғанда, көптеген AM технологиялары әзірленді. Дегенмен, 3DP және DIW дәлдігі төмен, ал SLS термиялық кернеу мен жарықтар туғызады. Керісінше, BJ және SL жоғары таза, жоғары дәлдіктегі күрделі керамика өндіруде үлкен артықшылықтарды ұсынады.
- Тұтқыр жіберу (BJ)
BJ технологиясы түпкілікті керамикалық өнімді алу үшін байланыстырушы ұнтақты байланыстыру ұнтағына дейін қабат-қабат бүркуді, содан кейін байланыстыру және агломерациялауды қамтиды. BJ химиялық бу инфильтрациясымен (CVI) біріктіре отырып, жоғары таза, толық кристалды SiC керамикалары сәтті дайындалды. Процесс мыналарды қамтиды:
① BJ көмегімен SiC керамикалық жасыл денелерді қалыптастыру.
② 1000°C және 200 Торр температурада CVI арқылы тығыздау.
③ Соңғы SiC керамикасының тығыздығы 2,95 г/см³, жылу өткізгіштігі 37 Вт/м·К және иілу беріктігі 297 МПа болды.
Жабысқақ ағынды (BJ) басып шығарудың схемалық диаграммасы. (A) Компьютердің көмегімен жобалау (CAD) моделі, (B) BJ принципінің принципиалды схемасы, (C) BJ арқылы SiC басып шығару, (D) химиялық булардың инфильтрациясымен SiC тығыздауы (CVI)
- Стереолитография (SL)
SL - өте жоғары дәлдік пен күрделі құрылымды дайындау мүмкіндіктері бар ультракүлгін сәулеленуге негізделген керамикалық қалыптау технологиясы. Бұл әдіс фотополимерлеу арқылы 3D керамикалық жасыл денелерді қалыптастыру үшін қатты құрамы жоғары және тұтқырлығы төмен фотосезімтал керамикалық суспензияларды пайдаланады, содан кейін түпкілікті өнімді алу үшін байланыстыру және жоғары температурада агломерациялау жүргізіледі.
35 көлемдік % SiC суспензиясын пайдаланып, жоғары сапалы 3D жасыл денелер 405 нм ультракүлгін сәулелену астында дайындалды және 800 ° C температурада полимердің күйіп кетуі және PIP өңдеу арқылы одан әрі тығыздалды. Нәтижелер көлемі 35% суспензиямен дайындалған үлгілер 84,8% салыстырмалы тығыздыққа қол жеткізіп, 30% және 40% бақылау топтарынан асып түсетінін көрсетті.
Шламды өзгерту үшін липофильді SiO₂ және фенолды эпоксидті шайырды (ПЭА) енгізу арқылы фотополимерлеу өнімділігі тиімді түрде жақсарды. 1600°C температурада 4 сағат бойы агломерациялаудан кейін SiC-қа толық дерлік түрлендіруге қол жеткізілді, соңғы оттегінің мөлшері небәрі 0,12% болды, бұл алдын ала тотығу немесе инфильтрация алдындағы қадамдарсыз жоғары таза, күрделі құрылымды SiC керамикасын бір сатылы дайындауға мүмкіндік берді.
Баспа құрылымы мен оның агломерациялық процесінің иллюстрациясы. (A) 25°C температурада кептіру, (B) 1000°C пиролиз және (C) 1600°C температурада агломерациялаудан кейінгі үлгінің пайда болуы.
Стереолитография 3D басып шығаруға арналған фотосезімтал Si₃N₄ керамикалық суспензияларды жобалау және байланыстыру-алдын алу және жоғары температурада қартаю процестерін қолдану арқылы 93,3% теориялық тығыздығы бар Si₃N₄ керамиканың созылу беріктігі 279,8 МПа және иілу беріктігі 279,8 МПа және икемділік 23,30,5 MP30. дайындалған. Зерттеулер 45 көлемдік % қатты мазмұн және 10 с экспозиция уақыты жағдайында IT77 деңгейіндегі қатаю дәлдігі бар бір қабатты жасыл денелерді алуға болатынын анықтады. 0,1 °C/мин қыздыру жылдамдығымен төмен температурада байланыстыру процесі жарықсыз жасыл денелерді алуға көмектесті.
Агломерация стереолитографиядағы соңғы өнімділікке әсер ететін негізгі қадам болып табылады. Зерттеулер агломерациялау құралдарын қосу керамикалық тығыздық пен механикалық қасиеттерді тиімді жақсартуға болатындығын көрсетеді. Жоғары тығыздықты Si₃N₄ керамика дайындау үшін CeO₂ агломерациялық көмекші ретінде және электр өрісі көмегімен агломерациялау технологиясын пайдалану, CeO₂ дән шекарасында бөлінетіні анықталды, бұл дән шекарасының сырғуына және тығыздалуына ықпал етеді. Алынған керамика HV10/10 (1347,9 ± 2,4) Vickers қаттылығын және (6,57 ± 0,07) МПа·м¹/² сынуға төзімділігін көрсетті. Қосымшалар ретінде MgO–Y₂O₃ көмегімен керамикалық микроқұрылымның біртектілігі жақсарып, өнімділікті айтарлықтай арттырды. Масс.% 8 жалпы қоспа деңгейінде иілу беріктігі мен жылу өткізгіштік сәйкесінше 915,54 МПа және 59,58 Вт·м⁻¹·K⁻¹-ға жетті.
VI. Қорытынды
Қорытындылай келе, жоғары тазалықтағы кремний карбиді (SiC) керамика көрнекті инженерлік керамикалық материал ретінде жартылай өткізгіштерде, аэроғарыштық және экстремалды жағдайда қолданылатын жабдықтарда кең қолдану перспективаларын көрсетті. Бұл құжатта жоғары таза SiC керамикасын дайындаудың бес типтік жолы – қайта кристалдану, қысымсыз агломерация, ыстық престеу, ұшқын плазмасының агломерациясы және қоспалар өндірісі – олардың тығыздау механизмдері, негізгі параметрлерін оңтайландыру, материал өнімділігі және сәйкес артықшылықтар мен шектеулер туралы егжей-тегжейлі талқылаулар жүйелі түрде талданды.
Әртүрлі процестердің әрқайсысының жоғары тазалыққа, жоғары тығыздыққа, күрделі құрылымдарға және өнеркәсіптік орындылыққа қол жеткізу тұрғысынан бірегей сипаттамалары бар екені анық. Аддитивті өндіріс технологиясы, атап айтқанда, стереолитография және байланыстырушы ағынды түсіру сияқты ішкі салалардағы жетістіктері бар күрделі пішінді және теңшелген компоненттерді жасауда күшті әлеуетті көрсетті, бұл оны тазалығы жоғары SiC керамикалық дайындау үшін маңызды даму бағытына айналдырды.
Жоғары тазалықтағы SiC керамикасын дайындау бойынша болашақ зерттеулер тереңірек зерттелуі керек, бұл зертханалық масштабтан кең ауқымды, жоғары сенімді инженерлік қолданбаларға көшуге ықпал етеді, осылайша жоғары деңгейлі жабдықты өндіру және жаңа ұрпақ ақпараттық технологиялар үшін маңызды материалдық қолдауды қамтамасыз етеді.
XKH – жоғары өнімді керамикалық материалдарды зерттеу мен өндіруге маманданған жоғары технологиялық кәсіпорын. Ол жоғары таза кремний карбиді (SiC) керамика түріндегі тұтынушылар үшін теңшелген шешімдерді ұсынуға арналған. Компания материалды дайындаудың озық технологияларына және дәл өңдеу мүмкіндіктеріне ие. Оның бизнесі жартылай өткізгіштердің, жаңа энергияның, аэроғарыштық және жоғары өнімді керамикалық компоненттерге арналған басқа салалардағы қатаң талаптарды қанағаттандыратын, жоғары тазалықтағы SiC керамикасын зерттеуді, өндіруді, дәл өңдеуді және бетін өңдеуді қамтиды. Жетілген агломерациялық процестерді және қоспаларды өндіру технологияларын қолдана отырып, біз тұтынушыларға материал формуласын оңтайландырудан, күрделі құрылымды қалыптастырудан бастап дәл өңдеуге дейін өнімдердің тамаша механикалық қасиеттерге, термиялық тұрақтылыққа және коррозияға төзімділікке ие болуын қамтамасыз ететін бір терезе қызметін ұсына аламыз.
Жіберу уақыты: 30 шілде 2025 ж