Wiązany reakcyjnie węglik krzemu

Wiązany reakcyjnie węglik krzemu lub sisic to rodzaj ceramiki z węglika krzemu, który jest wytwarzany w wyniku reakcji chemicznej między porowatym węglem a stopionym krzemem. Jest to mocny, trwały i lekki materiał, który jest używany do różnych zastosowań. Materiał ten jest powszechnie stosowany w sprzęcie elektronicznym, piecach, górnictwie itp. Aby dowiedzieć się więcej o RBSiC, niniejszy artykuł zawiera przegląd procesu wykorzystywanego do tworzenia tego materiału i jego zastosowań.

Krzem jest alternatywą dla krzemu krystalicznego i może być wykorzystywany w wielu zastosowaniach. Jego właściwości obejmują wysoką twardość, wysoką odporność na zużycie i niski współczynnik tarcia. Nadaje się również do ogólnych warunków pracy, choć nie jest odpowiedni do środowisk, w których występują silne zasady lub kwasy fluorowodorowe. Materiał jest wytwarzany przez reakcję krzemu i węgla w próżniowym piecu do spiekania w temperaturze 1500 stopni Fahrenheita. reakcja związana sic reaguje ze spoiwem, tworząc stop o doskonałych właściwościach ceramicznych. Skład elementów ceramicznych z węglika krzemu może się różnić w zależności od spoiwa i zawartości krzemu. Preferowana jest mieszanka około 100:3 cząstek węglika krzemu i spoiwa. Wiązany reakcyjnie węglik krzemu jest bardzo wszechstronnym materiałem, który ma unikalne właściwości mechaniczne i termiczne. Jest idealny do szerokiego zakresu zastosowań, od zasilaczy wysokiego napięcia po pojazdy elektryczne, falowniki do zielonej energii, przemysłowe napędy silnikowe i inteligentne sieci.

W badaniu zbadano również wpływ mikro i nano proszków węglowych na szybkość usuwania materiału, przerwę iskrową i chropowatość powierzchni. Te trzy czynniki są głównymi czynnikami wpływającymi na chropowatość powierzchni związanego reakcyjnie węglika krzemu. Oprócz rozmiaru, stężenie proszków węglowych również odgrywa ważną rolę w szybkości usuwania materiału. Ceramika z węglika krzemu jest bardzo mocnym i trwałym materiałem, oferującym doskonałą odporność na zużycie i wysoką wytrzymałość. Co więcej, rbsic jest materiałem lekkim i bardzo opłacalnym. Jego doskonałe właściwości mechaniczne sprawiają, że idealnie nadaje się do zastosowań przemysłowych. Oprócz wytrzymałości, związany reakcyjnie węglik krzemu ma również doskonałą odporność termiczną i odporność na korozję. Wielkość cząstek spoiwa stosowanego w niniejszym wynalazku jest korzystnie w zakresie od 5 mm do 50 mm, co pozwala uniknąć słabego mieszania z cząstkami węglika krzemu. Średnica cząstek jest mierzona za pomocą rozpraszania dyfrakcji laserowej. Otrzymany produkt ma strukturę ziarnistą, która nadaje się do wypełniania w różnych zastosowaniach. sic związany reakcją badano za pomocą SEM i innych metod. Próbkę przygotowano poprzez uformowanie trzech próbek, każda w każdym z trzech warunków lutowania. Następnie scharakteryzowano powierzchnię pęknięcia za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Analiza SEM lutowanego złącza SiC / Zr4 wykazała, że amorficzny wypełniacz TiZrNiCu jest zdolny do łączenia stopu SiC i Zr4. Szew lutowniczy wykazywał fazę b-Ti, co jest prawdopodobnie spowodowane obecnością Ni i Cu w związku.

Unikalne właściwości mechaniczne i termiczne sisic sprawiają, że jest to pożądany materiał do różnych zastosowań, od zasilaczy wysokiego napięcia po pojazdy elektryczne, falowniki dla zielonej energii, przemysłowe napędy silnikowe i inteligentne sieci. Materiał ten sprawdza się w najbardziej wymagających środowiskach. Skład chemiczny związanego reakcyjnie węglika krzemu reaguje z niewielką ilością węglika krzemu, tworząc mocny materiał ceramiczny. Materiał ten jest wytrzymały i może pochłaniać duże ilości ciepła. Wysoka odporność termiczna i odporność na utlenianie tego materiału sprawia, że jest to obiecujący materiał termostrukturalny do stosowania w komponentach wysokotemperaturowych. Jeśli jednak produkowane mają być duże komponenty, konieczne jest zastosowanie technologii łączenia. Ogólnie rzecz biorąc, techniki łączenia dyfuzyjnego wykorzystują metaliczne warstwy pośrednie do łączenia komponentów. Metody te nie pozwalają jednak na szczegółową obserwację mikrostruktury połączonego obszaru. Aby rozwiązać ten problem, użyliśmy systemu Focused Ion Beam do przygotowania próbek TEM z klejonych obszarów. Proces wiązania reakcyjnego RB-SiC jest bardzo wszechstronną technologią, która może tworzyć porowate warstwy ceramiki z węglika krzemu na gęstym podłożu. Ze względu na proces trawienia, materiał ten wykazuje wysoką selektywność domieszek. Ponadto, w przypadku wielowarstwowych węglików krzemu stosuje się dwuetapową procedurę trawienia, która polega na reakcji dwóch lub więcej kawałków węglika krzemu z cienką międzywarstwą taśmy TiC/Si. Materiały te są następnie podgrzewane mikrofalami do temperatury, w której zachodzą reakcje wypierania w stanie stałym.