Yüksək təmizlikli silisium karbid (SiC) keramika müstəsna istilik keçiriciliyi, kimyəvi dayanıqlığı və mexaniki gücünə görə yarımkeçirici, aerokosmik və kimya sənayelərində kritik komponentlər üçün ideal materiallar kimi ortaya çıxdı. Yüksək performanslı, az çirkləndirici keramika cihazlarına artan tələblərlə, yüksək təmizlikli SiC keramika üçün səmərəli və miqyaslana bilən hazırlıq texnologiyalarının inkişafı qlobal tədqiqat mərkəzinə çevrildi. Bu yazı sistematik olaraq yüksək təmizlikli SiC keramika üçün hazırkı əsas hazırlıq üsullarını, o cümlədən yenidən kristallaşma sinterləmə, təzyiqsiz sinterləmə (PS), isti presləmə (HP), qığılcım plazma sinterləmə (SPS) və aşqar istehsalı (AM) ilə sinterləmə mexanizmlərini, əsas parametrləri, material xüsusiyyətlərini və hər bir prosesin mövcud problemlərini müzakirə edir.
SiC keramikasının hərbi və mühəndislik sahələrində tətbiqi
Hal-hazırda yüksək təmizlikli SiC keramika komponentləri oksidləşmə, litoqrafiya, aşındırma və ion implantasiyası kimi əsas proseslərdə iştirak edən silikon vafli istehsal avadanlıqlarında geniş istifadə olunur. Gofret texnologiyasının inkişafı ilə artan vafli ölçüləri əhəmiyyətli bir tendensiyaya çevrildi. Hazırkı əsas vafli ölçüsü 300 mm-dir, bu da xərc və istehsal gücü arasında yaxşı tarazlığa nail olur. Bununla belə, Mur qanunu əsasında 450 mm-lik vaflilərin kütləvi istehsalı artıq gündəmdədir. Daha böyük vaflilər adətən əyilmə və deformasiyaya qarşı müqavimət göstərmək üçün daha yüksək struktur gücü tələb edir, bu da böyük ölçülü, yüksək möhkəmlikli, yüksək təmizlikli SiC keramika komponentlərinə artan tələbatı daha da artırır. Son illərdə heç bir qəlib tələb etməyən sürətli prototipləmə texnologiyası kimi əlavə istehsal (3D çap) qat-qat konstruksiyasına və çevik dizayn imkanlarına görə mürəkkəb strukturlu SiC keramika hissələrinin hazırlanmasında böyük potensial nümayiş etdirərək geniş diqqəti cəlb etmişdir.
Bu yazı yüksək təmizlikli SiC keramika üçün beş təmsilçi hazırlama üsulunu sistematik şəkildə təhlil edəcək - yenidən kristallaşma sinterləmə, təzyiqsiz sinterləmə, isti presləmə, qığılcım plazma sinterləmə və aşqarların istehsalı - onların sinterləmə mexanizmlərinə, prosesi optimallaşdırma strategiyalarına, materialın performans xüsusiyyətlərinə və sənaye tətbiqi perspektivlərinə diqqət yetirir.
Yüksək saflıqda silisium karbid xammalı tələbləri
I. Yenidən kristallaşma sinterləmə
Yenidən kristallaşdırılmış silisium karbid (RSiC) 2100–2500°C yüksək temperaturda sinterləmə vasitələri olmadan hazırlanmış yüksək təmizlikli SiC materialdır. Fredriksson 19-cu əsrin sonlarında yenidən kristallaşma fenomenini ilk dəfə kəşf etdiyindən, RSiC təmiz taxıl sərhədləri və şüşə fazalarının və çirklərinin olmaması səbəbindən əhəmiyyətli diqqət topladı. Yüksək temperaturda SiC nisbətən yüksək buxar təzyiqi nümayiş etdirir və onun sinterləmə mexanizmi ilk növbədə buxarlanma-kondensasiya prosesini əhatə edir: incə taxıllar buxarlanır və daha böyük taxılların səthlərində yenidən çökür, boyun böyüməsini və taxıllar arasında birbaşa bağlanmanı təşviq edir və bununla da materialın gücünü artırır.
1990-cı ildə Kriegesmann 2200°C temperaturda sürüşmə tökmə üsulu ilə nisbi sıxlığı 79,1% olan RSiC hazırladı, kəsiyində qaba taxıllardan və məsamələrdən ibarət mikro struktur göstərildi. Sonradan, Yi et al. yaşıl gövdələri hazırlamaq üçün gel tökmə istifadə etdi və onları 2450 ° C-də sinterlədi, kütlə sıxlığı 2,53 q/sm³ və əyilmə gücü 55,4 MPa olan RSiC keramika əldə etdi.
RSiC-nin SEM sınıq səthi
Sıx SiC ilə müqayisədə, RSiC daha aşağı sıxlığa (təxminən 2,5 q/sm³) və təxminən 20% açıq məsaməliyə malikdir və yüksək güclü tətbiqlərdə onun performansını məhdudlaşdırır. Buna görə də, RSiC-nin sıxlığının və mexaniki xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması tədqiqatın əsas diqqət mərkəzinə çevrilmişdir. Sung və başqaları. karbon/β-SiC qarışıq kompaktlara əridilmiş silisiumun infiltrasiyasını və 2200°C-də yenidən kristallaşaraq α-SiC qaba taxıllardan ibarət şəbəkə strukturunu uğurla qurmağı təklif etdi. Nəticədə RSiC yüksək temperaturda əla mexaniki dayanıqlığı saxlayaraq 2,7 q/sm³ sıxlığa və 134 MPa əyilmə gücünə nail olmuşdur.
Sıxlığı daha da artırmaq üçün Guo et al. RSiC-nin çoxsaylı müalicəsi üçün istifadə olunan polimer infiltrasiya və piroliz (PIP) texnologiyası. PCS/ksilen məhlullarından və SiC/PCS/ksilen məhlullarından infiltrant kimi istifadə edərək, 3-6 PIP dövründən sonra RSiC-nin sıxlığı əyilmə gücü ilə yanaşı əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırıldı (2,90 q/sm³-ə qədər). Bundan əlavə, onlar PIP və yenidən kristallaşmanı birləşdirən tsiklik strategiya təklif etdilər: 1400 ° C-də piroliz, ardınca 2400 ° C-də yenidən kristallaşma, hissəciklərin tıxanmalarını effektiv şəkildə təmizləyir və məsaməliyi azaldır. Son RSiC materialı 2,99 q/sm³ sıxlığa və 162,3 MPa əyilmə gücünə nail olub, mükəmməl hərtərəfli performans nümayiş etdirib.
Polimer hopdurulması və piroliz (PIP)-yenidən kristallaşma dövrlərindən sonra cilalanmış RSiC-nin mikrostruktur təkamülünün SEM şəkilləri: İlkin RSiC (A), ilk PIP-yenidən kristallaşma dövründən (B) və üçüncü dövrdən sonra (C)
II. Təzyiqsiz Sinterləmə
Təzyiqsiz sinterlənmiş silisium karbid (SiC) keramika adətən xammal kimi yüksək təmizlikdə, ultra incə SiC tozundan istifadə edilməklə hazırlanır, az miqdarda sinterləmə köməkçiləri əlavə edilir və inert atmosferdə və ya vakuumda 1800–2150°C temperaturda sinterlənir. Bu üsul iri ölçülü və mürəkkəb strukturlu keramika komponentlərinin istehsalı üçün əlverişlidir. Bununla belə, SiC əsasən kovalent bağlandığından onun öz-özünə diffuziya əmsalı son dərəcə aşağıdır və sinterləşdirmə vasitələri olmadan sıxlaşmanı çətinləşdirir.
Sinterləmə mexanizminə əsasən təzyiqsiz sinterləmə iki kateqoriyaya bölünə bilər: təzyiqsiz maye fazalı sinterləmə (PLS-SiC) və təzyiqsiz bərk vəziyyətdə sinterləmə (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (Maye Faza Sinterləmə)
PLS-SiC adətən 2000°C-dən aşağı temperaturda eutektik sinterləmə köməkçilərinin (məsələn, Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂ və nadir torpaq oksidləri RE₂O₃ kimi) təxminən 10 wt. əlavə edilərək maye fazası yaratmaqla, hissəciklərin kütlə ötürülməsinə və kütlənin dəyişməsinə nail olmaq üçün sinterlənir. Bu proses sənaye dərəcəli SiC keramika üçün uyğundur, lakin maye fazalı sinterləmə nəticəsində yüksək təmizlik SiC əldə edildiyi barədə heç bir məlumat verilməmişdir.
1.2 PSS-SiC (Bərk vəziyyətdə sinterləmə)
PSS-SiC 2000°C-dən yuxarı temperaturda təxminən 1 wt.% əlavələrlə bərk cismin sıxlaşdırılmasını nəzərdə tutur. Bu proses əsasən atom diffuziyasına və səth enerjisini azaltmaq və sıxlığa nail olmaq üçün yüksək temperaturla idarə olunan taxılların yenidən təşkilinə əsaslanır. BC (bor-karbon) sistemi taxıl sərhəd enerjisini aşağı sala və SiC səthindən SiO₂ çıxara bilən ümumi əlavə birləşməsidir. Bununla belə, ənənəvi BC aşqarları tez-tez qalıq çirkləri təqdim edərək SiC təmizliyini azaldır.
Aşqarların tərkibinə nəzarət (B 0,4 kütlə%, C 1,8 wt.%) və 2150°C-də 0,5 saat sinterləmə yolu ilə 99,6 wt.% təmizliyə və 98,4% nisbi sıxlığa malik yüksək təmizlikli SiC keramika əldə edilmişdir. Mikrostruktur sütunvari taxılları (bəzilərinin uzunluğu 450 µm-dən çox) göstərdi, taxıl sərhədlərində kiçik məsamələr və taxılların içərisində qrafit hissəcikləri var. Keramika 443 ± 27 MPa əyilmə gücü, 420 ± 1 GPa elastik modul və otaq temperaturu 600 ° C-ə qədər olan diapazonda 3,84 × 10⁻⁶ K⁻¹ istilik genişlənmə əmsalı nümayiş etdirərək əla ümumi performans nümayiş etdirdi.
PSS-SiC-nin mikro strukturu: (A) cilalama və NaOH ilə aşındırmadan sonra SEM şəkli; (BD) Cilalama və aşındırmadan sonra BSD şəkilləri
III. İsti presləmə sinterləmə
İsti presləmə (HP) sinterləmə yüksək temperatur və yüksək təzyiq şəraitində toz materiallarına eyni vaxtda istilik və biroxlu təzyiq tətbiq edən sıxlaşdırma üsuludur. Yüksək təzyiq məsamələrin əmələ gəlməsini əhəmiyyətli dərəcədə maneə törədir və taxıl böyüməsini məhdudlaşdırır, yüksək temperatur isə taxılın birləşməsini və sıx strukturların əmələ gəlməsini təşviq edir, nəticədə yüksək sıxlıqlı, yüksək təmizlikli SiC keramika istehsal edir. Preslənmənin istiqamətli təbiətinə görə, bu proses mexaniki və aşınma xüsusiyyətlərinə təsir edərək taxıl anizotropiyasına səbəb olur.
Saf SiC keramika qatqıları olmadan sıxlaşdırmaq çətindir, bu da çox yüksək təzyiqdə sinterləmə tələb edir. Nadeau və başqaları. 2500 ° C və 5000 MPa-da əlavələr olmadan uğurla hazırlanmış tam sıx SiC; Sun və başqaları. 25 GPa və 1400°C-də 41,5 GPa-a qədər Vickers sərtliyinə malik β-SiC toplu materialları əldə etdi. 4 GPa təzyiqdən istifadə edərək, nisbi sıxlığı təxminən 98% və 99%, sərtliyi 35 GPa və elastik modulu 450 GPa olan SiC keramika 1500°C və 1900°C-də hazırlanmışdır. Mikron ölçülü SiC tozunun 5 GPa və 1500°C-də sinterlənməsi 31,3 GPa sərtliyə və 98,4% nisbi sıxlığa malik keramika əldə etdi.
Baxmayaraq ki, bu nəticələr çox yüksək təzyiqin qatqısız sıxlığa nail ola biləcəyini nümayiş etdirsə də, tələb olunan avadanlıqların mürəkkəbliyi və yüksək qiyməti sənaye tətbiqlərini məhdudlaşdırır. Buna görə də, praktiki hazırlıqda, sinterləmə hərəkətverici qüvvəsini artırmaq üçün iz əlavələri və ya toz qranulyasiyası tez-tez istifadə olunur.
Əlavə olaraq 4 kütlə % fenol qatranı əlavə edilərək 2350°C və 50 MPa temperaturda sinterlənərək sıxlaşma dərəcəsi 92% və təmizliyi 99,998% olan SiC keramika əldə edilmişdir. Aşağı aşqarların (bor turşusu və D-fruktoza) istifadə edilməsi və 2050°C və 40 MPa temperaturda sinterləmə nəticəsində nisbi sıxlığı >99,5% və qalıq B tərkibi cəmi 556 ppm olan yüksək təmizlikli SiC hazırlanmışdır. SEM şəkilləri göstərdi ki, təzyiqsiz sinterlənmiş nümunələrlə müqayisədə isti preslənmiş nümunələr daha kiçik taxıllara, daha az məsamələrə və daha yüksək sıxlığa malikdir. Bükülmə gücü 453,7 ± 44,9 MPa, elastik modul isə 444,3 ± 1,1 GPa-a çatdı.
1900°C-də saxlama müddətini uzatmaqla, taxıl ölçüsü 1,5 μm-dən 1,8 μm-ə qədər artdı və istilik keçiriciliyi 155-dən 167 W·m⁻¹·K⁻¹-ə qədər yaxşılaşdı, eyni zamanda plazma korroziyaya davamlılığını artırdı.
1850°C və 30 MPa şəraitində, dənəvərləşdirilmiş və tavlanmış SiC tozunun isti presləmə və sürətli isti presləmə nəticəsində heç bir əlavəsiz, sıxlığı 3,2 q/sm³ və sinterləmə temperaturu ənənəvi proseslərdən 150-200°C aşağı olan tam sıx β-SiC keramika əldə edildi. Keramika 2729 GPa sərtlik, 5,25-5,30 MPam·m^1/2 qırılma dayanıqlığı və əla sürünmə müqaviməti (sürünmə sürəti 9,9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ və 3,8 × 10⁻⁻¹04 s/C-də 3,8 × 10⁻⁻¹04 s) nümayiş etdirdi. və 100 MPa).
(A) Cilalanmış səthin SEM təsviri; (B) sınıq səthinin SEM təsviri; (C, D) Cilalanmış səthin BSD şəkli
Pyezoelektrik keramika üçün 3D çap tədqiqatlarında, keramika məhlulu, formalaşma və performansa təsir edən əsas amil kimi, yerli və beynəlxalq səviyyədə əsas diqqət mərkəzinə çevrildi. Cari tədqiqatlar ümumiyyətlə göstərir ki, toz hissəciklərinin ölçüsü, məhlulun özlülüyü və bərk tərkibi kimi parametrlər son məhsulun formalaşma keyfiyyətinə və piezoelektrik xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
Tədqiqatlar müəyyən etmişdir ki, mikron, submikron və nano ölçülü barium titanat tozlarından istifadə etməklə hazırlanmış keramika şlamları stereolitoqrafiya (məsələn, LCD-SLA) proseslərində əhəmiyyətli fərqlər nümayiş etdirir. Hissəcik ölçüsü azaldıqca, məhlulun özlülüyü nəzərəçarpacaq dərəcədə artır, nano ölçülü tozlar milyardlarla mPa·s-ə çatan özlülükləri olan şlamlar istehsal edir. Mikron ölçülü tozları olan şlamlar çap zamanı təbəqələşməyə və soyulmağa meyllidir, submikron və nano ölçülü tozlar isə daha sabit əmələgəlmə davranışı nümayiş etdirir. Yüksək temperaturda sinterləmədən sonra əldə edilən keramika nümunələri 5,44 q/sm³ sıxlığa, təxminən 200 pC/N pyezoelektrik əmsalına (d₃₃) və əla elektromexaniki reaksiya xüsusiyyətlərini nümayiş etdirərək aşağı itki faktorlarına nail oldu.
Bundan əlavə, mikrostereolitoqrafiya proseslərində PZT tipli şlamların bərk tərkibinin tənzimlənməsi (məsələn, 75 wt.%) 7,35 q/sm³ sıxlığa malik sinterlənmiş cisimlər əldə edərək, dirək elektrik sahələri altında 600 pC/N-ə qədər piezoelektrik sabitliyə nail olmuşdur. Mikromiqyaslı deformasiya kompensasiyası üzrə tədqiqatlar formalaşdırma dəqiqliyini əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirərək həndəsi dəqiqliyi 80%-ə qədər artırdı.
PMN-PT piezoelektrik keramika ilə bağlı başqa bir araşdırma, bərk məzmunun keramika quruluşuna və elektrik xüsusiyyətlərinə tənqidi təsir göstərdiyini ortaya qoydu. 80 wt.% bərk tərkibdə, keramikada əlavə məhsullar asanlıqla meydana çıxdı; bərk tərkib 82 wt.%-ə və yuxarıya qədər artdıqca əlavə məhsullar tədricən yoxa çıxdı və keramika strukturu daha təmiz oldu və əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirildi. 82 wt.%-də keramika optimal elektrik xüsusiyyətlərini nümayiş etdirdi: 730 pC/N pyezoelektrik sabitliyi, nisbi keçiriciliyi 7226 və dielektrik itkisi yalnız 0,07.
Xülasə, keramika şlamlarının hissəcik ölçüsü, bərk tərkibi və reoloji xassələri təkcə çap prosesinin sabitliyinə və dəqiqliyinə təsir etmir, həm də sinterlənmiş cisimlərin sıxlığını və pyezoelektrik reaksiyasını birbaşa müəyyən edir və onları yüksək performanslı 3D çaplı piezoelektrik keramika əldə etmək üçün əsas parametrlərə çevirir.
BT/UV nümunələrinin LCD-SLA 3D çapının əsas prosesi
Müxtəlif bərk tərkibli PMN-PT keramikaların xassələri
IV. Spark Plazma Sinterləmə
Qığılcım plazma sinterləmə (SPS) sürətli sıxlığa nail olmaq üçün tozlara eyni vaxtda tətbiq olunan impulslu cərəyan və mexaniki təzyiqdən istifadə edən qabaqcıl sinterləmə texnologiyasıdır. Bu prosesdə cərəyan kalıbı və tozu birbaşa qızdırır, Joule istilik və plazma əmələ gətirir və qısa müddətdə (adətən 10 dəqiqə ərzində) səmərəli sinterləşdirməyə imkan verir. Sürətli isitmə səthin diffuziyasını təşviq edir, qığılcım axıdılması isə toz səthlərindən adsorbsiya edilmiş qazları və oksid təbəqələrini çıxarmağa kömək edir və sinterləmə performansını artırır. Elektromaqnit sahələrinin yaratdığı elektromiqrasiya effekti də atom diffuziyasını gücləndirir.
Ənənəvi isti presləmə ilə müqayisədə, SPS daha çox birbaşa isitmə tətbiq edir, daha aşağı temperaturlarda sıxlaşmaya imkan verir, eyni zamanda incə və vahid mikro strukturlar əldə etmək üçün taxıl böyüməsini effektiv şəkildə maneə törədir. Məsələn:
- Əlavələr olmadan, xammal kimi üyüdülmüş SiC tozundan istifadə etməklə, 2100°C və 70 MPa temperaturda 30 dəqiqə ərzində sinterləmə 98% nisbi sıxlığa malik nümunələr əldə etmişdir.
- 1700°C-də və 40 MPa-da 10 dəqiqə ərzində sinterləmə 98% sıxlığa və yalnız 30-50 nm taxıl ölçülərinə malik kub SiC əldə etdi.
- 80 µm dənəvər SiC tozundan istifadə və 1860°C və 50 MPa-da 5 dəqiqə ərzində sinterləmə 98,5% nisbi sıxlığa, 28,5 GPa Vickers mikrosərtliyinə, əyilmə gücünə 395 MPa və qırılmaya davamlılığa malik yüksək məhsuldar SiC keramika ilə nəticələndi.
Mikrostruktur təhlili göstərdi ki, sinterləmə temperaturu 1600°C-dən 1860°C-ə qədər artdıqca, materialın məsaməliliyi əhəmiyyətli dərəcədə azalaraq yüksək temperaturda tam sıxlığa yaxınlaşır.
Müxtəlif temperaturlarda sinterlənmiş SiC keramikasının mikro strukturu: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C və (D) 1860°C
V. Əlavələr istehsalı
Əlavəli istehsal (AM) son zamanlar qat-qat tikinti prosesi sayəsində mürəkkəb keramika komponentlərinin istehsalında böyük potensial nümayiş etdirmişdir. SiC keramika üçün çoxlu AM texnologiyaları, o cümlədən bağlayıcı püskürtmə (BJ), 3DP, selektiv lazer sinterləmə (SLS), birbaşa mürəkkəb yazma (DIW) və stereolitoqrafiya (SL, DLP) hazırlanmışdır. Bununla belə, 3DP və DIW daha az dəqiqliyə malikdir, SLS isə termal gərginliyə və çatlara səbəb olur. Bunun əksinə olaraq, BJ və SL yüksək təmizlik, yüksək dəqiqlikli kompleks keramika istehsalında daha böyük üstünlüklər təklif edir.
- Bağlayıcı püskürtmə (BJ)
BJ texnologiyası, son keramika məhsulunu əldə etmək üçün bağlayıcının qat-qat çiləmə üsulu ilə toz bağlanmasını, ardınca sökülməsi və sinterlənməsini nəzərdə tutur. BJ-ni kimyəvi buxar infiltrasiya (CVI) ilə birləşdirərək, yüksək saflıqda, tam kristal SiC keramika uğurla hazırlanmışdır. Prosesə daxildir:
① BJ istifadə edərək SiC keramika yaşıl gövdələrinin formalaşması.
② 1000°C və 200 Torr-da CVI vasitəsilə sıxlaşdırma.
③ Son SiC keramika 2,95 q/sm³ sıxlığa, 37 Vt/m·K istilik keçiriciliyinə və 297 MPa əyilmə gücünə malik idi.
Yapışqan jet (BJ) çapının sxematik diaqramı. (A) Kompüter dəstəkli dizayn (CAD) modeli, (B) BJ prinsipinin sxematik diaqramı, (C) SiC-nin BJ tərəfindən çapı, (D) kimyəvi buxar infiltrasiya ilə SiC-nin sıxlaşdırılması (CVI)
- Stereolitoqrafiya (SL)
SL son dərəcə yüksək dəqiqliyə və mürəkkəb struktur istehsal imkanlarına malik olan UV şüalarına əsaslanan keramika formalaşdırma texnologiyasıdır. Bu üsul, fotopolimerləşmə yolu ilə 3D keramika yaşıl cisimləri yaratmaq üçün yüksək bərk tərkibli və aşağı özlülüklü fotohəssas keramika məhlullarından istifadə edir, ardınca son məhsulu əldə etmək üçün birləşmə və yüksək temperaturda sinterləmə aparılır.
35 vol.% SiC məhlulundan istifadə edərək, yüksək keyfiyyətli 3D yaşıl gövdələr 405 nm UV şüalanması altında hazırlanmış və 800°C-də polimer yanması və PIP müalicəsi vasitəsilə daha da sıxlaşdırılmışdır. Nəticələr göstərdi ki, 35% həcmli məhlul ilə hazırlanmış nümunələr 30% və 40% nəzarət qruplarını üstələyərək 84.8% nisbi sıxlığa nail olub.
Bulamacı dəyişdirmək üçün lipofil SiO₂ və fenolik epoksi qatranı (PEA) tətbiq etməklə, fotopolimerləşmə performansı effektiv şəkildə yaxşılaşdırıldı. 4 saat ərzində 1600°C-də sinterləndikdən sonra, son oksigen miqdarı cəmi 0,12% olmaqla, SiC-ə demək olar ki, tam çevrilmə əldə edildi, bu, əvvəlcədən oksidləşmə və ya infiltrasiyadan əvvəlki mərhələlər olmadan yüksək təmizlikli, mürəkkəb strukturlu SiC keramikasının bir addımda istehsalına imkan verdi.
Çap strukturunun təsviri və onun sinterləmə prosesi. (A) 25°C-də, piroliz (B) 1000°C və (C) 1600°C-də qurudulduqdan sonra nümunənin görünüşü.
Stereolitoqrafiya 3D çapı üçün işığa həssas Si₃N₄ keramika məhlullarının layihələndirilməsi və sökülmə-presinter və yüksək temperaturda yaşlanma proseslərindən istifadə etməklə, 93,3% nəzəri sıxlığa malik Si₃N₄ keramika, 279,8 MPa dartılma dayanımı və MP330, MPa38,23,38 mm-dir. hazırlanmışdır. Tədqiqatlar müəyyən etdi ki, 45 həcm% bərk tərkib və 10 s ekspozisiya müddəti şəraitində IT77 səviyyəli sərtləşmə dəqiqliyinə malik tək qatlı yaşıl gövdələr əldə edilə bilər. 0,1 °C/dəq qızdırma sürəti ilə aşağı temperaturda birləşmə prosesi çatsız yaşıl cisimlərin yaranmasına kömək etdi.
Sinterləmə stereolitoqrafiyada son performansa təsir edən əsas addımdır. Tədqiqatlar göstərir ki, sinterləmə köməkçilərinin əlavə edilməsi keramika sıxlığını və mexaniki xüsusiyyətlərini effektiv şəkildə yaxşılaşdıra bilər. Yüksək sıxlıqlı Si₃N₄ keramika hazırlamaq üçün CeO₂-dən sinterləmə köməkçisi kimi və elektrik sahəsində yardımlı sinterləmə texnologiyasından istifadə edərək, CeO₂-nin taxıl sərhədlərində seqreqasiya etdiyi, taxıl sərhədinin sürüşməsini və sıxlaşmasını təşviq etdiyi aşkar edilmişdir. Əldə edilən keramika HV10/10 (1347,9 ± 2,4) Vickers sərtliyini və (6,57 ± 0,07) MPa·m¹/² qırılma möhkəmliyini nümayiş etdirdi. Əlavələr kimi MgO–Y₂O₃ ilə keramika mikrostrukturunun homojenliyi yaxşılaşdırılaraq performansı əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. Ümumi 8 wt.% dopinq səviyyəsində əyilmə gücü və istilik keçiriciliyi müvafiq olaraq 915,54 MPa və 59,58 W·m⁻¹·K⁻¹-ə çatdı.
VI. Nəticə
Xülasə, yüksək təmizlikli silisium karbid (SiC) keramika, görkəmli mühəndislik keramika materialı kimi, yarımkeçiricilərdə, aerokosmik və ekstremal şəraitdə olan avadanlıqlarda geniş tətbiq perspektivlərini nümayiş etdirmişdir. Bu məqalə yüksək təmizlikli SiC keramika üçün beş tipik hazırlıq marşrutunu sistematik olaraq təhlil etdi - yenidən kristallaşma sinterləmə, təzyiqsiz sinterləmə, isti presləmə, qığılcım plazma sinterləmə və aşqarların istehsalı - onların sıxlaşdırma mexanizmləri, əsas parametrlərin optimallaşdırılması, material performansı və müvafiq üstünlüklər və məhdudiyyətlər haqqında ətraflı müzakirələr.
Aydındır ki, müxtəlif proseslərin hər biri yüksək təmizliyə, yüksək sıxlığa, mürəkkəb strukturlara və sənaye məqsədəuyğunluğuna nail olmaq baxımından unikal xüsusiyyətlərə malikdir. Xüsusilə əlavə istehsal texnologiyası, stereolitoqrafiya və bağlayıcı püskürtmə kimi alt sahələrdə irəliləyişlərlə mürəkkəb formalı və fərdiləşdirilmiş komponentlərin istehsalında güclü potensial nümayiş etdirdi və bu, yüksək saflıqda SiC keramika hazırlanması üçün mühüm inkişaf istiqamətinə çevrildi.
Yüksək təmizlikdə SiC keramika hazırlığına dair gələcək tədqiqatlar daha dərindən araşdırılmalı, laboratoriya miqyasından genişmiqyaslı, yüksək etibarlı mühəndislik tətbiqlərinə keçidi təşviq etməli və bununla da yüksək səviyyəli avadanlıq istehsalı və yeni nəsil informasiya texnologiyaları üçün kritik material dəstəyi təmin etməlidir.
XKH yüksək məhsuldar keramika materiallarının tədqiqi və istehsalı üzrə ixtisaslaşmış yüksək texnologiyalı müəssisədir. O, müştərilər üçün yüksək təmizlikli silisium karbid (SiC) keramika şəklində fərdi həllər təqdim etməyə həsr edilmişdir. Şirkət qabaqcıl material hazırlamaq texnologiyalarına və dəqiq emal imkanlarına malikdir. Onun biznesi yüksək performanslı keramika komponentləri üçün yarımkeçirici, yeni enerji, aerokosmik və digər sahələrin ciddi tələblərinə cavab verən yüksək təmizlikli SiC keramikasının tədqiqi, istehsalı, dəqiq emalı və səthinin təmizlənməsini əhatə edir. Yetkin sinterləmə proseslərindən və əlavə istehsal texnologiyalarından istifadə edərək, biz müştərilərə məhsulların mükəmməl mexaniki xassələrə, istilik sabitliyinə və korroziyaya qarşı müqavimətə malik olmasını təmin edərək, material formulunun optimallaşdırılmasından, mürəkkəb strukturun formalaşmasından dəqiq emala qədər birdəfəlik xidmət təklif edə bilərik.
Göndərmə vaxtı: 30 iyul 2025-ci il