Jak vyřešit problém slinovacích trhlin v keramice z karbidu křemíku? - Polovodič VeTek

V oblasti moderní průmyslové výroby se vysoce výkonné keramické materiály postupně staly preferovanými materiály pro klíčové průmyslové aplikace kvůli jejich vynikající odolnosti na opotřebení, odolnost proti vysoké teplotě a chemické stabilitě. Keramika silikonové karbidu (SIC) s vysokým obsahem čistoty se stala pro mnoho průmyslových oblastí ideální volbou díky jejich jedinečným fyzickým a chemickým vlastnostem, jako je vysoká pevnost, vysoká tvrdost a dobrá tepelná vodivost. V procesu přípravy keramiky křemíkového karbidu však problém slinovacích trhlin byl vždy úzkým úzkým prostředkem omezujícím zlepšení výkonu. Tento článek hluboce prozkoumá problémy s výkonem clonujících trhlin ve vysoce výkonné a vysoce čisté křemíkové karbidové keramice a navrhne řešení.

Ⅰ. Pozadí aplikace vysoce výkonné keramiky karbidu křemíku

Keramika křemíkového karbidu má široké vyhlídky na aplikace v leteckém, automobilovém průmyslu, energetickém vybavení a dalších oborech. V leteckém poli se keramika křemíkového karbidu používají k výrobě lopatek turbíny a spalovacích komor, aby vydržely extrémní vysoké teploty a oxidační prostředí. V automobilovém průmyslu lze ke výrobě rotorů turbodmychadla použít keramiku křemíkového karbidu k dosažení vyšších rychlostí a trvanlivosti. V energetickém vybavení se keramika křemíkového karbidu široce používá v klíčových komponentách jaderných reaktorů a elektráren z fosilních paliv ke zlepšení provozní účinnosti a bezpečnosti zařízení.

Ⅱ. Příčiny slinovacích trhlin v keramice z karbidu křemíku

Silikonová karbidová keramika je během procesu slinování náchylná k prasklinám. Mezi hlavní důvody patří následující aspekty:

Vlastnosti prášku: Velikost částic, specifický povrch a čistota prášku karbidu křemíku přímo ovlivňují proces slinování. Vysoce čistý prášek z karbidu křemíku s jemnými částicemi pravděpodobněji vytvoří rovnoměrnou mikrostrukturu během procesu slinování, čímž se sníží výskyt trhlin.

Lisovací tlak: Lisovací tlak má významný vliv na hustotu a jednotnost polotovaru z karbidu křemíku. Příliš vysoký nebo příliš nízký lisovací tlak může způsobit koncentraci napětí uvnitř polotovaru, což zvyšuje riziko prasklin.

Slinovací teplota a čas: Teplota slinování keramiky z karbidu křemíku je obvykle mezi 2000 °C a 2400 °C a doba izolace je také dlouhá. Nepřiměřená slinovací teplota a časová kontrola povedou k abnormálnímu růstu zrn a nerovnoměrnému namáhání, což způsobí praskliny.

Rychlost ohřevu a rychlost chlazení: Rychlé zahřátí a ochlazení způsobí tepelné napětí uvnitř polotovaru, což vede k tvorbě trhlin. Rozumná regulace rychlosti ohřevu a chlazení je klíčem k prevenci vzniku trhlin.

Ⅲ. Metody ke zlepšení výkonu crackového cracku keramiky křemíku

K vyřešení problému slinovacích trhlin v keramice z karbidu křemíku lze použít následující metody:

Předúprava prášku: Optimalizujte distribuci velikosti částic a specifickou povrchovou plochu prášku křemíkového karbidu prostřednictvím procesů, jako je sušení spreje a frézování kuliček, aby se zlepšila slizovací aktivita prášku.

Optimalizace procesu formování: Použijte pokročilé technologie formování, jako je izostatické lisování a formování skluzu, ke zlepšení uniformity a hustoty prázdného a snížení vnitřní koncentrace napětí.

Řízení procesu slinování: Optimalizujte křivku slinování, vyberte vhodnou teplotu slinování a dobu zdržení a řiďte růst zrna a rozložení napětí. Současně zaveďte procesy, jako je segmentované slinování a izostatické lisování za tepla (HIP), abyste dále snížili výskyt trhlin.

Přidání aditiv: Přidání vhodného množství prvků vzácných zemin nebo oxidových přísad, jako je oxid yttrium, oxid hlinitý atd., Může podpořit zhušťování a zlepšit odolnost proti prasklině materiálu.

Ⅳ.O VeTek SemiconductorKeramika karbidu křemíku

Vetek Semiconductor je předním výrobcem a dodavatelem keramických produktů v křemíku v Číně. S naším rozsáhlým portfoliem polovodičových kombinací keramických materiálů, schopností výroby komponent a aplikačních inženýrských služeb, můžeme vám pomoci překonat významné výzvy. Mezi naše hlavní produkty keramiky karbidu křemíku patříProcesní trubice SiC, Křemíkový karbid destička pro horizontální pec, Pádlo z křemíkového karbidu, Člun z karbidu křemíku potažený SiCaNosič plátků z vysoce čistého karbidu křemíku. Vysoce čistá keramika z karbidu křemíku společnosti VeTek Semiconductor se často používá během celého cyklu výroby a zpracování polovodičů. VeTek Semiconductor je vaším inovativním partnerem v oblasti zpracování polovodičů.