Ako vyriešiť problém spekaných trhlín v keramike z karbidu kremíka? - Polovodič VeTek

V oblasti modernej priemyselnej výroby sa vysokovýkonné keramické materiály postupne stali preferovanými materiálmi pre kľúčové priemyselné aplikácie vďaka svojej vynikajúcej odolnosti proti opotrebovaniu, vysokej teplote a chemickej stabilite. Keramika z karbidu kremíka (SiC) s vysokou čistotou sa stala ideálnou voľbou pre mnohé priemyselné oblasti vďaka svojim jedinečným fyzikálnym a chemickým vlastnostiam, ako je vysoká pevnosť, vysoká tvrdosť a dobrá tepelná vodivosť. Avšak v procese prípravy keramiky z karbidu kremíka bol problém spekaných trhlín vždy prekážkou obmedzujúcou zlepšenie výkonu. Tento článok podrobne preskúma výkonnostné problémy spekacích trhlín vo vysokovýkonnej a vysoko čistej keramike z karbidu kremíka a navrhne riešenia.

Ⅰ. Aplikačné pozadie vysokovýkonnej keramiky z karbidu kremíka

Keramika z karbidu kremíka má široké uplatnenie v leteckom a kozmickom priemysle, automobilovom priemysle, energetických zariadeniach a ďalších oblastiach. V oblasti letectva a kozmonautiky sa keramika z karbidu kremíka používa na výrobu lopatiek turbín a spaľovacích komôr, ktoré odolávajú extrémne vysokým teplotám a oxidačnému prostrediu. V automobilovom priemysle môže byť keramika z karbidu kremíka použitá na výrobu rotorov turbodúchadiel na dosiahnutie vyšších otáčok a odolnosti. V energetických zariadeniach sa keramika z karbidu kremíka široko používa v kľúčových komponentoch jadrových reaktorov a elektrární na fosílne palivá na zlepšenie prevádzkovej účinnosti a bezpečnosti zariadení.

Ⅱ. Príčiny spekacích trhlín v keramike z karbidu kremíka

Keramika z karbidu kremíka je náchylná na praskliny počas procesu spekania. Medzi hlavné dôvody patria nasledujúce aspekty:

Vlastnosti prášku: Veľkosť častíc, špecifický povrch a čistota prášku karbidu kremíka priamo ovplyvňujú proces spekania. Jemnozrnný prášok karbidu kremíka s vysokou čistotou pravdepodobnejšie vytvorí rovnomernú mikroštruktúru počas procesu spekania, čím sa zníži výskyt trhlín.

Lisovací tlak: Lisovací tlak má významný vplyv na hustotu a rovnomernosť polotovaru z karbidu kremíka. Príliš vysoký alebo príliš nízky lisovací tlak môže spôsobiť koncentráciu napätia vo vnútri polotovaru, čím sa zvyšuje riziko prasklín.

Teplota a čas spekania: Teplota spekania keramiky z karbidu kremíka je zvyčajne medzi 2000 °C a 2400 °C a doba izolácie je tiež dlhá. Neprimeraná teplota spekania a časová kontrola povedie k abnormálnemu rastu zŕn a nerovnomernému namáhaniu, čo spôsobí praskliny.

Rýchlosť ohrevu a rýchlosť chladenia: Rýchle zahrievanie a ochladzovanie spôsobí tepelné napätie vo vnútri polotovaru, čo vedie k tvorbe trhlín. Primeraná kontrola rýchlosti ohrevu a chladenia je kľúčom k prevencii trhlín.

Ⅲ. Metódy na zlepšenie výkonu spekacích trhlín keramiky z karbidu kremíka

Na vyriešenie problému spekacích trhlín v keramike z karbidu kremíka je možné použiť nasledujúce metódy:

Predúprava prášku: Optimalizujte distribúciu veľkosti častíc a špecifický povrch prášku karbidu kremíka pomocou procesov, ako je sušenie rozprašovaním a guľové mletie, aby sa zlepšila spekacia aktivita prášku.

Optimalizácia procesu tvárnenia: Na zlepšenie rovnomernosti a hustoty polotovaru a zníženie koncentrácie vnútorného napätia používajte pokročilé technológie tvarovania, ako je izostatické lisovanie a tvarovanie sklzom.

Riadenie procesu spekania: Optimalizujte krivku spekania, vyberte vhodnú teplotu spekania a dobu zdržania a kontrolujte rast zŕn a rozloženie napätia. Zároveň si osvojte procesy, ako je segmentované spekanie a izostatické lisovanie za tepla (HIP), aby ste ešte viac znížili výskyt trhlín.

Pridávanie prísad: Pridanie vhodného množstva prvkov vzácnych zemín alebo oxidových aditív, ako je oxid ytritý, oxid hlinitý atď., môže podporiť zhutnenie spekaním a zlepšiť odolnosť materiálu voči praskaniu.

Ⅳ.O Semiconductor VeTekKeramika z karbidu kremíka

Semiconductor VeTekje popredným výrobcom a dodávateľom produktov keramiky z karbidu kremíka v Číne. Vďaka nášmu rozsiahlemu portfóliu kombinácií materiálov polovodičovej keramiky z karbidu kremíka, možnostiam výroby komponentov a službám aplikačného inžinierstva vám môžeme pomôcť prekonať významné výzvy. Medzi naše hlavné produkty keramiky z karbidu kremíka patriaProcesná trubica SiC, Loď z karbidu kremíka pre horizontálnu pec, Konzolové pádlo z karbidu kremíka, Čln z karbidu kremíka potiahnutý SiCaNosič plátkov z vysoko čistého karbidu kremíka. 

Ultra čistá keramika z karbidu kremíka od VeTek Semiconductor sa často používa počas celého cyklu výroby a spracovania polovodičov. VeTek Semiconductor je váš inovatívny partner v oblasti spracovania polovodičov.