Proprietà eccellenti e metodi di sinterizzazione della ceramica di carburo di silicio

La ceramica di carburo di silicio si basa su materie prime di carburo di silicio attraverso una varietà di processi fatti di una ceramica speciale, la seguente comprensione delle caratteristiche eccellenti della ceramica di carburo di silicio.
Le ceramiche in carburo di silicio hanno principalmente caratteristiche di resistenza all'ossidazione, conducibilità elettrica, elevata durezza, alta conducibilità termica e così via.
(1) resistenza all'ossidazione della ceramica in carburo di silicio a 800-1140 gradi quando la resistenza all'ossidazione è scarsa, a 1140-1600 gradi quando la resistenza all'ossidazione è molto buona, oltre i 1750 gradi il film di ossido viene distrutto, la resistenza all'ossidazione diminuisce drasticamente.
(2) conduttività Il carburo di silicio puro è un isolante elettrico, ma il carburo di silicio ceramico contiene una serie di impurità, per cui ha alcune proprietà conduttive.
(3) Elevata durezza Le proprietà di durezza della ceramica sic sono determinate dal carburo di silicio stesso; con l'aumento della temperatura, la durezza della ceramica di carburo di silicio non diminuisce.
(4) Conduttività termica A temperatura ambiente, la conduttività termica della ceramica sic è piuttosto elevata.

Il carburo di silicio legato per reazione è stato studiato con successo negli Stati Uniti. Il processo di sinterizzazione per reazione è il seguente: prima si mescola la polvere di α-SiC e la polvere di grafite in proporzione, quindi si realizza una billetta porosa mediante pressatura a secco, estrusione o iniezione di fanghi. A contatto con il Si liquido ad alta temperatura, il C presente nella billetta reagisce con il Si infiltrato per generare β-SiC, che si combina con α-SiC, e il Si in eccesso riempie i pori, ottenendo così un corpo sinterizzato a reazione non poroso e denso. Il SiC sinterizzato per reazione contiene solitamente 8% di Si libero, pertanto, per garantire la completa penetrazione del Si, la billetta deve avere una porosità sufficiente. La densità adeguata della billetta si ottiene generalmente regolando il contenuto di α-SiC e C nell'impasto iniziale, la gradazione granulometrica di α-SiC, la forma e la dimensione delle particelle di C e la pressione di stampaggio.

Gli esperimenti hanno dimostrato che le ceramiche SiC sinterizzate mediante sinterizzazione non pressurizzata, sinterizzazione pressurizzata a caldo, sinterizzazione isostatica a caldo e sinterizzazione per reazione hanno caratteristiche prestazionali diverse. Ad esempio, in termini di densità di sinterizzazione e resistenza alla flessione, la ceramica SiC sinterizzata a pressione calda e quella sinterizzata a pressione isostatica calda sono relativamente elevate, mentre il carburo di silicio legato per reazione è relativamente basso. D'altra parte, le proprietà meccaniche delle ceramiche SiC variano anche in funzione degli additivi di sinterizzazione. Le ceramiche SiC sinterizzate non pressurizzate, sinterizzate termostaticamente e sinterizzate per reazione hanno una buona resistenza agli acidi e alle basi forti, ma le ceramiche SiC sinterizzate per reazione hanno una scarsa resistenza agli acidi super-forti come l'HF. Per quanto riguarda il confronto della resistenza alle alte temperature, quando la temperatura è inferiore a 900°C, la resistenza di quasi tutte le ceramiche SiC aumenta; quando la temperatura supera i 1400°C, la resistenza alla flessione delle ceramiche SiC sinterizzate per reazione diminuisce drasticamente. (Per la sinterizzazione senza pressione e la sinterizzazione isostatica a caldo della ceramica SiC, la sua resistenza alle alte temperature è influenzata principalmente dal tipo di additivi.