炭化ケイ素セラミックスは、高温強度、耐高温酸化性、耐摩耗性、熱安定性、熱膨張係数の小ささ、熱伝導率の高さ、硬度の高さ、耐熱衝撃性、耐化学腐食性などの優れた特性を有しています。自動車、機械化、環境保護、航空宇宙技術、情報電子、エネルギーなどの分野で広く利用されており、多くの産業分野で優れた性能を発揮する、かけがえのない構造用セラミックとなっています。それでは、その魅力を実際にご覧いただきましょう！
加圧焼結
無加圧焼結は、SiC焼結の最も有望な方法と考えられています。焼結メカニズムの違いにより、無加圧焼結は固相焼結と液相焼結に分けられます。超微細β-を介して、適量のBとC（酸素含有量2％未満）がSiC粉末に同時に添加され、s. proehazkaは2020℃で密度が98％を超えるSiC焼結体に焼結されました。 A. Mulla et al。 Al2O3とY2O3を添加剤として使用し、1850〜1950℃で0.5μmのβ- SiC（粒子表面には少量のSiO2が含まれています）を焼結しました。 得られたSiCセラミックスの相対密度は理論密度の95％を超え、粒径は小さく、平均サイズは1.5ミクロンです。
ホットプレス焼結
純粋なSiCは、焼結添加剤なしでは非常に高温でのみ緻密に焼結できるため、多くの人がSiCのホットプレス焼結プロセスを実施しています。焼結助剤を添加したSiCのホットプレス焼結については多くの報告があります。 Alliegroらは、ホウ素、アルミニウム、ニッケル、鉄、クロムなどの金属添加剤がSiCの緻密化に及ぼす影響を研究しました。その結果、アルミニウムと鉄がSiCのホットプレス焼結を促進するのに最も効果的な添加剤であることがわかりました。 FFlangeは、異なる量のAl2O3の添加がホットプレスSiCの特性に及ぼす影響を研究しました。ホットプレスSiCの緻密化は、溶解と沈殿のメカニズムに関連していると考えられています。 ただし、ホットプレス焼結プロセスでは、単純な形状のSiC部品しか製造できません。 1回のホットプレス焼結プロセスで製造される製品の量は非常に少なく、工業生産には役立ちません。
熱間等方圧焼結
従来の焼結プロセスの欠点を克服するため、B型およびC型を添加剤として用い、熱間静水圧加圧焼結技術を採用しました。1900℃で密度98を超える微細結晶セラミックが得られ、室温での曲げ強度は600MPaに達しました。熱間静水圧加圧焼結は、複雑な形状と優れた機械的特性を備えた緻密相製品を製造できますが、焼結体を密封する必要があり、工業生産には困難が伴います。
反応焼結
反応焼結炭化ケイ素は、自己結合炭化ケイ素とも呼ばれ、多孔質のビレットが気相または液相と反応してビレットの品質を向上させ、気孔率を低減し、一定の強度と寸法精度を持つ完成品を焼結するプロセスを指します。α-SiC粉末とグラファイトを一定の割合で混合し、約1650℃に加熱して角ビレットを形成します。同時に、ガス状のSiを介してビレットに浸透または浸入し、グラファイトと反応してβ-SiCを形成し、既存のα-SiC粒子と結合します。Siが完全に浸透すると、完全な密度と非収縮サイズの反応焼結体が得られます。他の焼結プロセスと比較して、反応焼結は緻密化プロセスでのサイズ変化が小さく、正確なサイズの製品を製造できます。しかし、焼結体内に多量のSiCが存在すると、反応焼結SiCセラミックスの高温特性が悪くなります。
投稿日時: 2022年6月8日