Як вирішити проблему спікання тріщин у карбідокремнієвій кераміці? - Напівпровідник VeTek

У сфері сучасного промислового виробництва високоефективні керамічні матеріали поступово стали кращими матеріалами для ключових промислових застосувань завдяки своїй відмінній зносостійкості, стійкості до високих температур і хімічній стабільності. Високочиста кераміка з карбіду кремнію (SiC) стала ідеальним вибором для багатьох галузей промисловості завдяки своїм унікальним фізичним і хімічним властивостям, таким як висока міцність, висока твердість і хороша теплопровідність. Однак у процесі виготовлення кераміки з карбіду кремнію проблема спікання тріщин завжди була вузьким місцем, що обмежувало покращення продуктивності. У цій статті детально досліджуються проблеми, пов’язані зі спіканням тріщин у високоефективній і високочистій кераміці з карбіду кремнію, і пропонуються рішення.

Ⅰ. Передумови застосування високоефективної кераміки з карбіду кремнію

Кераміка з карбіду кремнію має широкі перспективи застосування в аерокосмічній, автомобільній промисловості, енергетичному обладнанні та інших галузях. В аерокосмічній галузі кераміка з карбіду кремнію використовується для виготовлення турбінних лопатей і камер згоряння, щоб витримувати екстремально високі температури та окислювальні середовища. В автомобільній промисловості кераміку з карбіду кремнію можна використовувати для виготовлення роторів турбокомпресора для досягнення вищих швидкостей і довговічності. В енергетичному обладнанні кераміка з карбіду кремнію широко використовується в ключових компонентах ядерних реакторів і електростанцій, що працюють на викопному паливі, для підвищення ефективності роботи та безпеки обладнання.

Ⅱ. Причини спікання тріщин у карбідокремнієвій кераміці

Кераміка з карбіду кремнію схильна до тріщин під час процесу спікання. Основні причини включають наступні аспекти:

Властивості порошку: Розмір частинок, питома поверхня та чистота порошку карбіду кремнію безпосередньо впливають на процес спікання. Порошок карбіду кремнію з дрібними частинками високої чистоти більш імовірно створюватиме однорідну мікроструктуру під час процесу спікання, зменшуючи появу тріщин.

Тиск формування: Тиск формування має значний вплив на щільність і однорідність заготовки з карбіду кремнію. Занадто високий або надто низький тиск формування може спричинити концентрацію напруги всередині заготовки, збільшуючи ризик тріщин.

Температура і час спікання: Температура спікання кераміки з карбіду кремнію зазвичай становить від 2000°C до 2400°C, а час ізоляції також тривалий. Нерозумний контроль температури та часу спікання призведе до ненормального росту зерна та нерівномірного напруження, що призведе до появи тріщин.

Швидкість нагріву та швидкість охолодження: Швидке нагрівання та охолодження призведе до термічної напруги всередині заготовки, що призведе до утворення тріщин. Розумний контроль швидкості нагріву та охолодження є ключем до запобігання тріщин.

Ⅲ. Методи покращення характеристик розтріскування при спіканні карбідокремнієвої кераміки

Щоб вирішити проблему спікання тріщин у карбідокремнієвій кераміці, можна застосувати наступні методи:

Попередня обробка порошку: Оптимізуйте розподіл частинок за розміром і питому поверхню порошку карбіду кремнію за допомогою таких процесів, як сушіння розпиленням і кульовий подрібнення, щоб покращити спікання порошку.

Оптимізація процесу формування: використовуйте передові технології формування, такі як ізостатичне пресування та ковзання, щоб покращити однорідність і щільність заготовки та зменшити концентрацію внутрішньої напруги.

Контроль процесу спікання: оптимізуйте криву спікання, виберіть відповідну температуру спікання та час витримки, а також контролюйте ріст зерна та розподіл напруги. У той же час використовуйте такі процеси, як сегментоване спікання та гаряче ізостатичне пресування (HIP), щоб ще більше зменшити появу тріщин.

Додавання добавок: додавання відповідних кількостей рідкоземельних елементів або оксидних добавок, таких як оксид ітрію, оксид алюмінію тощо, може сприяти ущільненню спікання та покращити стійкість матеріалу до розтріскування.

Ⅳ.про VeTek SemiconductorКераміка з карбіду кремнію

VeTek Semiconductorє провідним виробником і постачальником виробів із кераміки з карбіду кремнію в Китаї. Завдяки нашому великому портфоліо напівпровідникових комбінацій матеріалів з карбіду кремнію, можливостям виробництва компонентів і послугам розробки прикладних програм ми можемо допомогти вам подолати значні труднощі. Наші основні продукти кераміки з карбіду кремнію включаютьSiC технологічна труба, Вафельний човен з карбіду кремнію для горизонтальної печі, Консольне весло з карбіду кремнію, Вафельний човен з карбіду кремнію з покриттям SiCіВафельний носій з карбіду кремнію високої чистоти. 

Ультрачиста кераміка з карбіду кремнію VeTek Semiconductor часто використовується протягом усього циклу виробництва та обробки напівпровідників. VeTek Semiconductor є вашим інноваційним партнером у сфері обробки напівпровідників.