Hogyan lehet megoldani a szilícium-karbid kerámiák szinterező repedéseinek problémáját? - VeTek félvezető

A modern ipari gyártás területén a nagy teljesítményű kerámiaanyagok fokozatosan a kulcsfontosságú ipari alkalmazások kedvelt anyagaivá váltak kiváló kopásállóságuk, magas hőmérséklet-állóságuk és kémiai stabilitásuk miatt. A nagy tisztaságú szilícium-karbid (SiC) kerámiák számos ipari területen ideális választássá váltak egyedülálló fizikai és kémiai tulajdonságaik miatt, mint például a nagy szilárdság, a nagy keménység és a jó hővezető képesség. A szilícium-karbid kerámiák előkészítési folyamatában azonban a szinterező repedések problémája mindig is szűk keresztmetszet volt, amely korlátozza a teljesítmény javítását. Ez a cikk mélyrehatóan feltárja a nagy teljesítményű és nagy tisztaságú szilícium-karbid kerámiák szinterezésével járó teljesítményproblémákat, és megoldásokat javasol.

Ⅰ. Nagy teljesítményű szilícium-karbid kerámiák alkalmazási háttere

A szilícium-karbid kerámiák széles körben alkalmazhatók a repülőgépiparban, az autóiparban, az energetikai berendezésekben és más területeken. A repülőgépiparban a szilícium-karbid kerámiát turbinalapátok és égéskamrák gyártására használják, hogy ellenálljanak az extrém magas hőmérsékletnek és oxidáló környezetnek. Az autóiparban a szilícium-karbid kerámiából turbófeltöltős rotorokat lehet gyártani a nagyobb sebesség és tartósság elérése érdekében. Az energetikai berendezésekben a szilícium-karbid kerámiát széles körben használják az atomreaktorok és a fosszilis tüzelésű erőművek kulcsfontosságú elemeiben a berendezések működési hatékonyságának és biztonságának javítása érdekében.

Ⅱ. A szilícium-karbid kerámiák szinterezési repedésének okai

A szilícium-karbid kerámiák hajlamosak repedésekre a szinterezési folyamat során. A fő okok a következő szempontokat tartalmazzák:

Por tulajdonságai: A szilícium-karbid por részecskemérete, fajlagos felülete és tisztasága közvetlenül befolyásolja a szinterezési folyamatot. A nagy tisztaságú, finomszemcsés szilícium-karbid por nagyobb valószínűséggel hoz létre egységes mikrostruktúrát a szinterezési folyamat során, csökkentve a repedések előfordulását.

Formázási nyomás: Az öntési nyomás jelentős hatással van a szilícium-karbid nyersdarab sűrűségére és egyenletességére. A túl magas vagy túl alacsony fröccsöntési nyomás feszültségkoncentrációt okozhat a nyersdarab belsejében, ami növeli a repedések kockázatát.

Szinterezési hőmérséklet és idő: A szilícium-karbid kerámiák szinterezési hőmérséklete általában 2000°C és 2400°C között van, és a szigetelési idő is hosszú. Az ésszerűtlen szinterezési hőmérséklet és időszabályozás rendellenes szemnövekedéshez és egyenetlen feszültséghez vezet, ezáltal repedéseket okoz.

Fűtési sebesség és hűtési sebesség: A gyors felmelegedés és hűtés hőfeszültséget okoz a nyersdarab belsejében, ami repedések kialakulásához vezet. A fűtési és hűtési sebesség ésszerű szabályozása a kulcsa a repedések megelőzésének.

Ⅲ. Módszerek a szilícium-karbid kerámiák szinterezési repedési teljesítményének javítására

A szilícium-karbid kerámiák repedéseinek szintereződési problémájának megoldására a következő módszerek alkalmazhatók:

Poros előkezelés: Optimalizálja a szilícium-karbid por szemcseméret-eloszlását és fajlagos felületét olyan eljárásokkal, mint a porlasztva szárítás és a golyós őrlés a por szinterelési aktivitásának javítása érdekében.

Alakítási folyamat optimalizálás: Használjon fejlett alakítási technológiákat, például izosztatikus préselést és csúszóformázást a nyersdarab egyenletességének és sűrűségének javítására, valamint a belső feszültségkoncentráció csökkentésére.

Szinterezési folyamat szabályozása: Optimalizálja a szinterezési görbét, válassza ki a megfelelő szinterezési hőmérsékletet és tartási időt, és szabályozza a szemek növekedését és feszültségeloszlását. Ugyanakkor alkalmazzon olyan eljárásokat, mint a szegmentált szinterezés és a forró izosztatikus préselés (HIP), hogy tovább csökkentse a repedések előfordulását.

Adalékanyagok hozzáadása: Megfelelő mennyiségű ritkaföldfém elemek vagy oxid-adalékanyagok, például ittrium-oxid, alumínium-oxid stb. hozzáadása elősegítheti a szinterezés sűrűségét és javíthatja az anyag repedésállóságát.

Ⅳ.Körülbelül VeTek SemiconductorSzilícium-karbid kerámia

A VeTek Semiconductor a szilícium-karbid kerámia termékek vezető gyártója és szállítója Kínában. Félvezető minőségű szilícium-karbid kerámia anyagkombinációk, alkatrészgyártási képességeink és alkalmazásmérnöki szolgáltatásaink kiterjedt portfóliójával jelentős kihívások leküzdésében tudunk segíteni. Fő szilícium-karbid kerámia termékeink közé tartozikSiC folyamatcső, Szilícium-karbid ostyahajó vízszintes kemencéhez, Szilícium-karbid konzolos lapát, SiC bevonatú szilícium-karbid ostyahajóésMagas tisztaságú szilícium-karbid ostyahordozó. 

A VeTek Semiconductor ultra-tiszta szilícium-karbid kerámiáját gyakran használják a félvezetőgyártás és -feldolgozás teljes ciklusa során. A VeTek Semiconductor az Ön innovatív partnere a félvezető-feldolgozás területén.