炭化ケイ素セラミックの4つの焼結プロセス

炭化ケイ素セラミックは、高温強度、高温耐酸化性、優れた耐摩耗性、優れた熱安定性、小さな熱膨張係数、高い熱伝導率、高硬度、耐熱衝撃性、耐薬品性、およびその他の優れた特性を備えています。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使用されており、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。さあ、お見せしましょう！

無加圧焼結

圧力のない焼結は、SiC焼結の最も有望な方法と考えられています。さまざまな焼結メカニズムに従って、無加圧焼結は固相焼結と液相焼結に分けることができます。超微細β-を介して適切な量のBとC（酸素含有量が2％未満）を同時にSiC粉末に添加しました。proehazkaは2020℃で98％以上の密度でSiC焼結体に焼結されました。A. Mullaetal。Al2O3とY2O3を添加剤として使用し、1850-1950℃で0.5μmのβ-SiC（粒子表面に少量のSiO2を含む）で焼結しました。得られたSiCセラミックの相対密度は理論密度の95％以上であり、結晶粒径は小さく、平均サイズである。1.5ミクロンです。

ホットプレス焼結

純粋なSiCは、焼結添加剤なしで非常に高温でのみコンパクトに焼結できるため、多くの人がSiCのホットプレス焼結プロセスを実装しています。焼結助剤を添加することによるSiCのホットプレス焼結について多くの報告があります。Alliegroetal。ホウ素、アルミニウム、ニッケル、鉄、クロム、その他の金属添加剤がSiCの緻密化に及ぼす影響を調査しました。結果は、アルミニウムと鉄がSiCホットプレス焼結を促進するための最も効果的な添加剤であることを示しています。FFlangeは、ホットプレスされたSiCの特性に及ぼすさまざまな量のAl2O3の添加の影響を研究しました。ホットプレスされたSiCの緻密化は、溶解と析出のメカニズムに関係していると考えられます。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。一回のホットプレス焼結プロセスによって生産される製品の量は非常に少なく、工業生産には役立たない。

熱間静水圧プレス焼結

従来の焼結工程の欠点を克服するために、添加剤としてB型とC型を使用し、熱間静水圧焼結技術を採用しました。1900°Cでは、密度が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に達する可能性があります。熱間静水圧プレス焼結は、複雑な形状と優れた機械的特性を備えた高密度相製品を製造できますが、焼結は密封する必要があり、工業生産を達成することは困難です。

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改善し、多孔性を低減し、特定の強度と寸法精度で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℃に加熱して四角い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透し、グラファイトと反応して、既存のα-SiC粒子と結合したβ-SiCを形成します。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。他の焼結工程に比べ、緻密化工程での反応焼結のサイズ変化が少なく、正確なサイズの製品を作ることができます。しかしながら、焼結体中に大量のＳｉＣが存在すると、反応焼結ＳｉＣセラミックの高温特性が悪化する。