Kuinka ratkaista piikarbidikeramiikan sintraushalkeamien ongelma? - VeTek puolijohde

Nykyaikaisen teollisen valmistuksen alalla korkean suorituskyvyn keraamiset materiaalit ovat vähitellen tulleet suosituiksi materiaaleiksi tärkeimpiin teollisiin sovelluksiin niiden erinomaisen kulutuskestävyyden, korkean lämpötilan kestävyyden ja kemiallisen stabiiliuden ansiosta. Erittäin puhdas piikarbidi (SiC) -keramiikka on tullut ihanteellinen valinta monille teollisuuden aloille ainutlaatuisten fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksiensa, kuten korkean lujuuden, kovuuden ja hyvän lämmönjohtavuuden, ansiosta. Piikarbidikeramiikan valmistusprosessissa halkeamien sintrausongelma on kuitenkin aina ollut pullonkaula, joka rajoittaa sen suorituskyvyn parantamista. Tässä artikkelissa tutkitaan syvällisesti suorituskykyongelmia, jotka liittyvät sintraushalkeamiin korkean suorituskyvyn ja erittäin puhtaan piikarbidikeramiikassa, ja ehdotetaan ratkaisuja.

Ⅰ. Korkean suorituskyvyn piikarbidikeramiikan sovellustausta

Piikarbidikeramiikalla on laajat sovellusmahdollisuudet ilmailu- ja autoteollisuudessa, energialaitteissa ja muilla aloilla. Ilmailualalla piikarbidikeramiikkaa käytetään turbiinien siipien ja polttokammioiden valmistukseen, jotta ne kestävät äärimmäisen korkeita lämpötiloja ja hapettavia ympäristöjä. Autoteollisuudessa piikarbidikeramiikkaa voidaan käyttää turboahtimen roottoreiden valmistukseen suuremman nopeuden ja kestävyyden saavuttamiseksi. Energialaitteissa piikarbidikeramiikkaa käytetään laajasti ydinreaktorien ja fossiilisia polttoaineita käyttävien voimalaitosten avainkomponenteissa parantamaan laitteiden käyttötehokkuutta ja turvallisuutta.

Ⅱ. Piikarbidikeramiikan sintraushalkeamien syyt

Piikarbidikeramiikka on altis halkeamille sintrausprosessin aikana. Tärkeimmät syyt sisältävät seuraavat näkökohdat:

Jauheen ominaisuudet: Piikarbidijauheen hiukkaskoko, ominaispinta-ala ja puhtaus vaikuttavat suoraan sintrausprosessiin. Erittäin puhdas, hienohiukkasinen piikarbidijauhe tuottaa todennäköisemmin tasaisen mikrorakenteen sintrausprosessin aikana, mikä vähentää halkeamien esiintymistä.

Muovauspaine: Muovauspaineella on merkittävä vaikutus piikarbidiaihion tiheyteen ja tasaisuuteen. Liian korkea tai liian alhainen muovauspaine voi aiheuttaa jännityksen keskittymistä aihion sisällä, mikä lisää halkeamien riskiä.

Sintrauslämpötila ja -aika: Piikarbidikeramiikan sintrauslämpötila on yleensä 2000–2400 °C, ja eristysaika on myös pitkä. Kohtuuton sintrauslämpötilan ja -ajan säätö johtaa epänormaaliin raekasvuun ja epätasaiseen jännitykseen, mikä aiheuttaa halkeamia.

Lämmitysnopeus ja jäähdytysnopeus: Nopea kuumennus ja jäähdytys aiheuttavat lämpöjännitystä aihion sisällä, mikä johtaa halkeamien muodostumiseen. Lämmitys- ja jäähdytysnopeuksien järkevä hallinta on avain halkeamien estämiseen.

Ⅲ. Menetelmät piikarbidikeramiikan sintraushalkeamiskyvyn parantamiseksi

Piikarbidikeramiikan sintraushalkeamien ongelman ratkaisemiseksi voidaan käyttää seuraavia menetelmiä:

Jauheesikäsittely: Optimoi piikarbidijauheen hiukkaskokojakautuma ja ominaispinta-ala prosesseilla, kuten suihkukuivaus ja kuulajyrsintä jauheen sintrausaktiivisuuden parantamiseksi.

Muodostusprosessin optimointi: Käytä kehittyneitä muovaustekniikoita, kuten isostaattista puristusta ja liukumuovausta aihion tasaisuuden ja tiheyden parantamiseksi sekä sisäisen jännityksen keskittymisen vähentämiseksi.

Sintrausprosessin ohjaus: Optimoi sintrauskäyrä, valitse sopiva sintrauslämpötila ja pitoaika sekä hallitse jyvien kasvua ja jännityksen jakautumista. Samanaikaisesti ottamalla käyttöön prosessit, kuten segmentoitu sintraus ja kuumaisostaattinen puristus (HIP), vähentääksesi edelleen halkeamia.

Lisäaineiden lisääminen: Sopivien määrien harvinaisten maametallien tai oksidilisäaineiden, kuten yttriumoksidin, alumiinioksidin jne., lisääminen voi edistää sintraamisen tiivistymistä ja parantaa materiaalin halkeilunkestävyyttä.

Ⅳ.Noin VeTek puolijohdePiikarbidikeramiikka

VeTek puolijohdeon johtava piikarbidikeramiikkatuotteiden valmistaja ja toimittaja Kiinassa. Laajan puolijohdelaatuisten piikarbidikeramiikkamateriaalien, komponenttien valmistusominaisuuksien ja sovellussuunnittelupalveluiden valikoimamme avulla voimme auttaa sinua selviytymään merkittävistä haasteista. Päätuotteitamme piikarbidikeramiikka ovatSiC-prosessiputki, Piikarbidikiekkovene vaakasuoraan uuniin, Piikarbidin ulokemela, SiC-pinnoitettu piikarbidikiekkovenejaKorkean puhtaan piikarbidin kiekkoteline. 

VeTek Semiconductorin ultrapuhdasta piikarbidikeramiikkaa käytetään usein koko puolijohteiden valmistuksen ja käsittelyn aikana. VeTek Semiconductor on innovatiivinen kumppanisi puolijohteiden käsittelyssä.