Siirry sisältöön

sintratun piikarbidin ominaisuudet

Piikarbidia löytyy meteoriiteista, ja sitä ei ole luonnossa lähes ollenkaan; siksi teollisiin sovelluksiin tarkoitetut piikarbidijauheet syntetisoidaan termisesti. Päämenetelmä piikarbidin teollisessa tuotannossa on kvartsihiekan (piidioksidi) suora sähköinen pelkistys (vastusuunissa) koksilla (C), yleensä vähintään 1900 °C:n lämpötilassa, kun kemiallinen reaktio tapahtuu :SiO2 + 3C = SiC + 2CO. Päämenetelmät korkean lämpötilan piikarbidikeramiikan valmistukseen ovat sintrattu piikarbidi, kuumapainesintraus, kuumaisostaattinen sintraus ja reaktiivinen sintraus. Taulukossa 1 on esitetty erilaisia ​​sintrausmenetelmiä ja fysikaalisia ominaisuuksia

Sintering

menetelmät

sintrattu piikarbidi Hot pressing

Sintraus

thermal isostasis

Puristettu sintraus

Reaction

Sintraus

Irtotiheys (g/cm3) 3.12 3.21 3.21 3.05
Murtolujuus ( MPa -m1/2) 3.2 3.2 3.8 3.0
Taivutuslujuus (MPa) 20℃ 1400℃ 410 640 640 380
410 650 610 300
Elastisuusmoduuli ( GPa ) 410 450 450 350
Lämpölaajenemiskerroin (10 – 6/K) 4.7 4.8 4.7 4.5
Thermal conductivity ( W/ m -K) 20℃

1000 °C

110 130 220 140
45 45 50 50

Taulukko 1: SiC-keramiikan sintrausmenetelmät ja fysikaaliset ominaisuudet

Sintrattua piikarbidia pidetään lupaavimpana sintrausmenetelmänä SiC-sintrausmenetelmänä, ja suurikokoisia ja monimutkaisia ​​piikarbidikeramiikkaa voidaan valmistaa ilmakehän painesintrausprosessilla. Lisäämällä booria ja hiiltä erittäin puhtaaseen β-SiC:hen, joka sisältää jäännöshappea (alle 0,2 % happea) ja sintraamalla sen inertissä ilmakehässä 2000 ℃:n lämpötilassa, GE on onnistunut saamaan sintrattua piikarbidia, jonka tiheys on yli 98 % lämpötilassa 2020 ℃. SiC-keramiikka, jonka taivutuslujuus ja murtolujuus olivat 707 ja 10,7, sintrattiin 1850 ℃:ssa käyttäen Y2O3:a ja Al2O3:a sintrausapuaineina ja YA G:tä (Y3Al5O12) alhaisemmalla sulamispisteellä perusformulaatioelementtinä. Liu Baoying Shandongin silikaattitutkimus- ja suunnitteluinstituutista lisäsi sopivan määrän Al2O3:a ja Y2O3:a sintrauslisäaineiksi ja käytti lietemuovausprosessia tuottaakseen hienojakoista piikarbidikomposiittikeramiikkaa, jonka suhteellinen tiheys on 97 % 1780 ℃:ssa ja joka voi täyttää mekaanisten laitteiden teollisen tuotannon tarpeet. tiivisteet ja kulutusta kestävä keramiikka. Toistaiseksi tämän tyyppisen piikarbidikeramiikan tutkimus ei kuitenkaan ole kovin perusteellista ja sitä on kehitettävä edelleen.