Siliziumkarbidkeramiken zeichnen sich durch hohe Temperaturfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen, gute Verschleißfestigkeit, gute thermische Stabilität, einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Härte, Hitzeschockbeständigkeit, chemische Korrosionsbeständigkeit und weitere hervorragende Eigenschaften aus. Sie finden breite Anwendung in der Automobilindustrie, der Mechanisierung, dem Umweltschutz, der Luft- und Raumfahrttechnik, der Informationselektronik, der Energietechnik und anderen Bereichen und haben sich in vielen Industriebereichen zu einer unverzichtbaren Strukturkeramik mit hervorragender Leistung entwickelt. Lassen Sie es mich Ihnen zeigen!
Druckloses Sintern
Druckloses Sintern gilt als die vielversprechendste Methode zum Sintern von SiC. Je nach Sintermechanismus kann druckloses Sintern in Festphasensintern und Flüssigphasensintern unterteilt werden. Durch ultrafeines β-SiC-Pulver werden gleichzeitig geeignete Mengen B und C (Sauerstoffgehalt unter 2 %) hinzugefügt und bei 2020 °C zu einem SiC-Sinterkörper mit einer Dichte von über 98 % gesintert. A. Mulla et al. verwendeten Al2O3 und Y2O3 als Zusätze und sinterten bei 1850–1950 °C zu 0,5 μm β-SiC (die Partikeloberfläche enthält eine kleine Menge SiO2). Die relative Dichte der erhaltenen SiC-Keramik beträgt über 95 % der theoretischen Dichte, die Korngröße ist klein und die durchschnittliche Größe beträgt 1,5 Mikrometer.
Heißpresssintern
Reines SiC kann nur bei sehr hohen Temperaturen ohne Sinterzusätze kompakt gesintert werden, daher wird für SiC häufig das Heißpresssinterverfahren angewendet. Es gibt zahlreiche Berichte über das Heißpresssintern von SiC unter Zugabe von Sinterhilfsmitteln. Alliegro et al. untersuchten die Wirkung von Bor, Aluminium, Nickel, Eisen, Chrom und anderen Metallzusätzen auf die SiC-Verdichtung. Die Ergebnisse zeigen, dass Aluminium und Eisen die wirksamsten Zusätze zur Förderung des Heißpresssinterns von SiC sind. FFlange untersuchte die Wirkung der Zugabe unterschiedlicher Mengen von Al2O3 auf die Eigenschaften von heißgepresstem SiC. Man geht davon aus, dass die Verdichtung von heißgepresstem SiC mit dem Mechanismus der Auflösung und Ausfällung zusammenhängt. Allerdings können mit dem Heißpresssinterverfahren nur SiC-Teile mit einfacher Form hergestellt werden. Die Menge der mit dem einmaligen Heißpresssinterverfahren hergestellten Produkte ist sehr gering, was einer industriellen Produktion nicht förderlich ist.
Heißisostatisches Presssintern
Um die Nachteile des herkömmlichen Sinterverfahrens zu überwinden, wurden B-Typ und C-Typ als Additive verwendet und die heißisostatische Presssintertechnologie eingesetzt. Bei 1900 °C wurden feinkristalline Keramiken mit einer Dichte von über 98 % erhalten, deren Biegefestigkeit bei Raumtemperatur 600 MPa erreichen konnte. Obwohl durch heißisostatisches Presssintern dichte Phasenprodukte mit komplexen Formen und guten mechanischen Eigenschaften erzeugt werden können, muss das Sintern versiegelt werden, was eine industrielle Produktion erschwert.
Reaktionssintern
Reaktionsgesintertes Siliziumkarbid, auch als selbstbindendes Siliziumkarbid bekannt, bezeichnet einen Prozess, bei dem ein poröser Block mit der Gas- oder Flüssigphase reagiert, um die Qualität des Blocks zu verbessern, die Porosität zu verringern und das Endprodukt mit einer bestimmten Festigkeit und Maßgenauigkeit zu sintern. Man nehme α-SiC-Pulver und Graphit, mischt sie in einem bestimmten Verhältnis und erhitzt sie auf etwa 1650 °C, um einen quadratischen Block zu bilden. Gleichzeitig dringt das gasförmige Si in den Block ein und reagiert mit Graphit zu β-SiC, das sich mit den vorhandenen α-SiC-Partikeln verbindet. Wenn das Si vollständig infiltriert ist, kann ein reaktionsgesinterter Körper mit vollständiger Dichte und ohne Schrumpfung erhalten werden. Verglichen mit anderen Sinterverfahren ist die Größenänderung beim Reaktionssintern während des Verdichtungsprozesses gering, und es können Produkte mit präziser Größe hergestellt werden. Das Vorhandensein einer großen Menge an SiC im Sinterkörper verschlechtert jedoch die Hochtemperatureigenschaften der reaktionsgesinterten SiC-Keramik.
Beitragszeit: 08.06.2022