炭化ケイ素セラミックスは、高温強度、高温酸化耐性、優れた耐摩耗性、良好な熱安定性、小さな熱膨張係数、高い熱伝導率、高い硬度、耐熱衝撃性、耐薬品腐食性など、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、情報エレクトロニクス、エネルギーなどの分野で幅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スとなっています。それでは、ご紹介しましょう！
無加圧焼結
加圧なし焼結は、SiC焼結において最も有望な方法と考えられています。異なる焼結メカニズムに従って、加圧なし焼結は固相焼結と液相焼結に分けられます。超微細β-SiC粉末に適切な量のBとC（酸素含有量2%未満）を同時に添加し、2020℃で98%以上の密度を持つSiC焼結体に焼結しました。A. Mullaらは、添加剤としてAl2O3とY2O3を使用し、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%以上であり、粒径は小さく、平均粒径は1.5ミクロンです。
ホットプレス焼結
純粋な SiC は焼結助剤なしでは非常に高い温度でしか緻密に焼結できないため、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関する報告は数多くあります。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最も効果的な添加剤であることが示されました。FFlange は、異なる量の Al2O3 を添加した場合のホットプレス SiC の特性への影響を研究しました。ホットプレス SiC の緻密化は、溶解と析出のメカニズムに関連していると考えられています。しかし、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、工業生産には適していません。
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に、B型およびC型を添加剤として使用し、熱間等方圧焼結技術を採用した。1900℃で密度98以上の微細結晶セラミックスが得られ、室温での曲げ強度は600MPaに達した。熱間等方圧焼結は複雑な形状と優れた機械的特性を持つ高密度相製品を製造できるが、焼結を密封する必要があり、工業生産を実現するのは難しい。
反応焼結
反応焼結炭化ケイ素（自己結合炭化ケイ素とも呼ばれる）は、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向上させ、気孔率を低減し、一定の強度と寸法精度を持つ最終製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℃に加熱して正方形のビレットを形成します。同時に、気体状のSiがビレットに浸透し、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、反応焼結の緻密化プロセスにおけるサイズ変化は小さく、正確なサイズの製品を製造できます。ただし、焼結体中に多量のSiCが存在するため、反応焼結SiCセラミックスの高温特性は悪化します。
投稿日時：2022年6月8日