Pii Carbide Ceramics et Diversae Fabricationis Processus

Pii carbide (SiC) ceramicslate adhibentur in applicationibus postulandis ut gestus praecisiones, sigillis, rotors gasi turbines, partium opticorum, nozzulorum summus temperatus, partium caloris commutatoris, et materiae reactor nuclearis. Hic usus late diffunditur ex proprietatibus eximiae, incluso magno labore resistentiae, praestantia conductivity scelerisque, resistentia oxidationis superior, et proprietatibus mechanicis excellentis temperaturae praestantes. Attamen validae covalentes compages et humilis diffusio coefficientis inhaerens SiC praesentem provocationem significantem in densificatione alta obtinendo durante processu sintering. Et ideo processus sinteringalis fit gradus crucialis in obtinendo summo opereSiC ceramics.

Haec charta comprehensive speculationem praebet variarum technicarum machinarum quae ad densum producendum adhibitae suntRBSiC/PSSiC/RSiC ceramicae, earum notas et applicationes singulares illustrantes;

1. Silicon Carbide reactionem Bonded (RBSiC)

RBSiCPii carbidi pulveris cum carbone (typice 1-10 µm) miscere involvit, mixtionem in corpus viride conformans eamque ad altas temperaturas pro infiltratione Pii subiciens. In hoc processu, silicon cum carbone reflectitur ad formandum SiC, quod obligat cum particulis SiC exsistentibus, densificationem tandem assequendam. Pii duo methodi infiltrationis primariae adhibentur;

Liquid Silicon Infiltration: Silicon supra liquefactum punctum calefit (1450-1470°C), permittens liquidum Pii corpus viride per actionem capillarem transmittere. Pii liquefactum demum cum carbone reflectitur, formans SiC.

Vapor Silicon Infiltration: Silicon calefit ultra punctum liquescens ad vaporem Pii generandum. Hic vapor corpus viride imbuit et postea cum carbone reflectitur, formans SiC.

Processus fluunt: Sic pulveris + C pulveris + ligans → Figurans → Siccatio → ligans burnout in atmosphaera moderata → Summus temperatus Si infiltration → Post processus

(1) Key Considerationes:

A operating temperatus estRBSiCterminatur residua liberum Pii contentum in materia. De more, maximus temperatus operating circa 1400°C. Supra hanc temperiem, vis materiae cito degenerat ob liquefactionem liberorum Pii.

Liquida infiltration Pii tendit ut altiorem residua contentum silicon (typice 10-15% relinqueret, interdum 15%) excedens, quod negative attingere potest proprietates finales producti. E contra, vapor infiltration Pii melius concedit potestatem in residua contenti siliconis. Per porositatem extenuando in corpore viridi, contentum residua siliconis post sintering ad infra 10% reduci potest, et cum diligentia processus temperantiae, etiam infra 8%. Haec reductio signanter amplificat altiorem effectum producti finalis.

Est momenti ad notandum quodRBSiCquantumvis methodi infiltration, inevitabiliter continebit aliquod silicon residuale (vndique a 8% ad plus 15%). ergoRBSiCnon est unicum phaselum carbidi pii ceramici, sed potius "silicon + carbide pii" compositum. Quocirca, etc.RBSiCetiam ad quodSiSiC (pii carbide compositum).

(2) Commoda et Applications:

RBSiCplura praebet commoda, etiam:

Minimum Sintering Temperature: Haec industria consummatio et productio gratuita minuit.

Cost-efficacia: Processus est relative simplex et utitur promptu materiarum rudium promptu, conferens ad suam parabilis.

Alta Densificatio:RBSiCalta densitate gradus attingit, ducens ad meliores mechanicas proprietates.

Prope-Net Shaping: Carbidi carbonis et siliconis formas praefigurari possunt ad intricatas figuras, et minimam DECREMENTUM in sintering (typice minus quam 3%) praestantem accurationem dimensionalem praestat. Hoc opus redigit ad machinam pretiosam post-sinente, faciensRBSiCaptissimum est magnis et implicatis componentibus.

Ob haec commoda,RBSiCin variis applicationibus industriae adhibitis, praesertim pro fabricandis;

Fornax: Linings, uascula, et saggarum.

Specula spatiosa:RBSiCHumilis scelerisque dilatatio coefficiens et altus modulus elasticus eam facit specimen materiale speculi spatio-substructi.

Summus temperatus calor nummulariorum: Companies sicut Refel (UK) pioneered usumRBSiCin calidis calidis commutatoribus, cum applicationibus ab chemicis processui ad generationem virtutis. Asahi Glass (Japan) etiam hanc technicam technologiam adoptavit, producens calorem commutationem fistulae ab 0.5 ad 1 metri longitudinis vagantes.

Praeterea aucta postulatio majorum laganarum ac superiorum temperaturarum in semiconductoris industriae processui progressionem altae puritatis incitat.RBSiCtium. Haec membra, quae in summa puritate SiC pulveris et Pii fabricata sunt, paulatim reponuntur partes vitreae vicus in sustinendis tignis electron et laganum semiconductor instrumenti processus.

Semicorex RBSiC Wafer cymba ad diffusionem fornacis

(3) Limitationes:

Quamvis commoda sua;RBSiCcertas habet limitationes;

Residua Pii: Ut ante dictum est,RBSiCprocessus intus resultat in residuo liberi siliconis intra terminum finalem. Hoc silicon residuale negative afficit proprietates materiales, etiam:

Vires redactae et resistentia induuntur comparata aliisSiC ceramics.

Resistentia corrosio limitata: Libera Pii susceptibilis est ab oppugnatione solutionum alcalini et acida fortis sicut acidum hydrofluoricum, restringens.RBSiCusus est in talibus ambitibus.

Vires summus temperatus inferior: Praesentia liberi Pii limitat maximam temperaturam operating usque ad 1350-1400°C.

2. Impetus Sintering - PSSiC

Siliconis carbide pressum sinteringdensificationem exemplorum consequitur variis formis et magnitudinibus temperaturis inter 2000-2150°C sub atmosphaera iners et sine applicando externa pressione, addendo subsidia idonea sinterantia. Pressura impressio technologiae SIC technicae Siccae maturavit, eiusque commoda in humili productione gratuita iacent, nullaque in forma et magnitudine rerum restrictiones. Praesertim solida periodus SiC ceramicae densitatem habent, microstructuram uniformem, et proprietates materiales optimas comprehensivas, easque late usui in anulis obsistentibus et corrosio-repugnantibus obsignandis, lapsibus circumscriptionibus ac aliis applicationibus utuntur.

Processus sintering pressus carbide pii in solidum dividi potestsintered pii carbide (SSiC)et liquido-sintered phase carbide Pii (LSiC).

Microstructura et frumenti terminus pressurae solidae periodi sintered pii carbide

Solidum-phase sintering primum a physico Americano Prochazka anno 1974 inventa est, parvam quantitatem boronis et carbonis ad submicron β-SiC adjecit, pressionem pressionem carbidi siliconis percipiens, et corpus densum sinteratum cum densitate proxima ad 95% ipsius obtinens. speculatio pretii. Postmodum W. Btcker et H. Hansner α-SiC usi sunt ut materia rudis et boron et carboni addiderunt ad densificationem carbidi pii. Multa postea studia docuerunt tam boron quam boron compositiones et compositiones Al et Al solidas solutiones cum carbide pii ad promovendum sintering formare posse. Adiectio carbonis prodest ad sinteringem retundo cum dioxide silicone in superficie carbidae siliconis ad augendam industriam superficiem. Carbida silicon-salis solida periodus limites frumenti "mundi" respective habet, cum basically nulla liquida periodo adest, et grana facile in calidis temperaturis crescunt. Ergo fractura transgranula est, et vis et durities fractura fere non alta est. Attamen, ob limites frumenti "puri", summus temperatura vis non mutat cum temperatura crescente et fere stabilis manet usque ad 1600°C.

Liquid-phase sintering carbidi siliconis inventa est ab M.A. Mulla physicus Americanus in primis 1990s. Praecipuum eius elogia elogia Y2O3-Al2O3. Liquida-phasma sintering utilitas temperaturae sintering inferioris comparata ad solidum-phasim sintering, et granorum magnitudo minor est.

Praecipua incommoda solidi-aetatis sunteringes altae sintering temperaturae necessariae (>2000°C), altae puritatis requisita ad materias crudas, demissa fractura duritia corporis sinterandi, et fortis sensus fracturae roboris ad rimas. Grana sunt structurae crassa et inaequalia, et modus fracturae est proprie transgranulare. Nuper, investigatio de materiis ceramicis siliconis carbide domi et foris in sintering liquido-phase notavit. Liquid-phase sintering fit utendo quadam quantitate oxydi multi-componentis low-eutectici sicut subsidia sintering. Exempli causa, subsidia binaria et ternaria Y2O3 facere possunt SiC et eius composita liquido-phase exhibeant sintering, specimen densificationis materiae in inferioribus temperaturis assequendis. Eodem tempore, ob introductionem grani limitis liquidi periodi et debilitationis unicae interfaciei virium compaginationis, modus fracturae materiae ceramicae mutationum ad modum fracturae intergranulares et fractura durities materiae ceramicae signanter emendatur. .

3. Silicon Carbide recrystallized - RSiC

Pii recrystallized carbide (RSiC)est materia puritatis SiC summus factus ex carbide pii-puritatis summi (SiC) pulveris cum duabus magnitudinum particularum differentium, crassus et subtilis. Sinturatur ad altas temperaturas (2200-2450°C) per evaporationem-condensationis mechanismum, non additis sinterationibus auxiliis.

Nota: Sine subsidiis sintering, incrementum colli sintering plerumque per diffusionem vel evaporationem condensationem massae translationis plerumque fit. Secundum theoriam classicam sintering, neutra harum communicationis methodi transferre potest distantiam inter centra massae particularum contingentium, ita nulla recusatio in scala macroscopica, quae processus non-densificationis est. Ad hanc problema solvendam et carbidam ceramicam Pii densitatem obtinendam, homines multa mensura acceperunt, ut caloris admotio, adiectis sinterings auxiliis, vel complexione utendi calore, pressione, et subsidiis sinterantibus.

SEM imago superficiei fracturae pii carbide recrystalli

Characteres et Applicationes:

RSiCplus quam 99% SiC et basically nullum granum limites immunditiae retinens multas proprietates SiC optimas, ut summus temperatus vires, corrosio resistentia, et resistentia scelerisque incursus. Ideo late in supellectile furnorum, nozzorum combustionis, convertentium thermarum solaris, diesel vehiculum exhauriunt machinas purificationis gasi, metalli excoquunt, et in aliis ambitibus cum maximis postulatis perficiendis postulandis.

Ob evaporationem-condensationem mechanismum sintering, nulla recusatio in processu incendii, nulla residua vis generatur ad deformationem vel crepturam facti.

RSiCformari possunt variis modis, ut jactura, gel ejectio, extrusio, et impressio. Cum nulla recusatio in incendii processu sit, facile consequitur fructus cum accuratis figuris et magnitudinibus, quoad dimensiones corporis viridis bene moderatae.

accensusrecrystallized SiC productumcontinet circiter 10% -20% residua poris. Porositas materiae late pendet ab ipso corpore viridis porositas et non mutat signanter cum sintering temperatura, fundamentum porositatis praebens.

Sub hoc mechanismo sintering, materia multas poros inter se connexos habet, quod amplis applicationibus in campo materiae rariae habet. Exempli gratia, potest reponere traditionales rariores fructus in agris exhauriendi gas filtration et fossilia escae filtrationis aeris.

RSiClimites frumenti valde lucidi et puri sine vitreis augmentis et immunditiis habet, quia immunditia quaevis oxydatus vel metallicus ad altas temperaturas 2150-2300°C volitavit. Mechanismus evaporatio-condensationis sintering etiam purificare potest (SiC content inRSiCsupra 99%), multas optimas possessiones SiC retinens, aptas faciens applicationes ad vires summus temperaturas, corrosiones resistentiae et resistentiae thermarum requirentium, ut summus temperatus supellex furnaria, nozzles combustionis, convertentium thermarum solaris, ac metalli excoquunt. .**