સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સની ચાર સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયાઓ

સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સમાં ઉચ્ચ તાપમાન શક્તિ, ઉચ્ચ તાપમાન ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર, સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર, સારી થર્મલ સ્થિરતા, થર્મલ વિસ્તરણનો નાનો ગુણાંક, ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા, ઉચ્ચ કઠિનતા, ગરમીનો આંચકો પ્રતિકાર, રાસાયણિક કાટ પ્રતિકાર અને અન્ય ઉત્તમ ગુણધર્મો છે. તેનો ઓટોમોબાઈલ, યાંત્રિકીકરણ, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ, એરોસ્પેસ ટેકનોલોજી, માહિતી ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, ઊર્જા અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થયો છે, અને ઘણા ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં ઉત્તમ પ્રદર્શન સાથે એક બદલી ન શકાય તેવું માળખાકીય સિરામિક બની ગયું છે. હવે હું તમને બતાવીશ!

દબાણ રહિત સિન્ટરિંગ

SiC સિન્ટરિંગ માટે પ્રેશરલેસ સિન્ટરિંગને સૌથી આશાસ્પદ પદ્ધતિ માનવામાં આવે છે. વિવિધ સિન્ટરિંગ પદ્ધતિઓ અનુસાર, પ્રેશરલેસ સિન્ટરિંગને સોલિડ-ફેઝ સિન્ટરિંગ અને લિક્વિડ-ફેઝ સિન્ટરિંગમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. અલ્ટ્રા-ફાઇન β દ્વારા - યોગ્ય માત્રામાં B અને C (2% કરતા ઓછું ઓક્સિજન સામગ્રી) SiC પાવડરમાં ઉમેરવામાં આવ્યા હતા, અને s. proehazka ને 2020 ℃ પર 98% કરતા વધુ ઘનતાવાળા SiC સિન્ટર બોડીમાં સિન્ટર કરવામાં આવ્યા હતા. A. મુલ્લા અને અન્ય. Al2O3 અને Y2O3 નો ઉપયોગ ઉમેરણો તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો અને 0.5 μ m β માટે 1850-1950 ℃ પર સિન્ટર કરવામાં આવ્યો હતો - SiC (કણ સપાટીમાં થોડી માત્રામાં SiO2 હોય છે). પ્રાપ્ત SiC સિરામિક્સની સંબંધિત ઘનતા સૈદ્ધાંતિક ઘનતાના 95% કરતા વધારે છે, અને અનાજનું કદ નાનું છે અને સરેરાશ કદ છે. તે 1.5 માઇક્રોન છે.

હોટ પ્રેસ સિન્ટરિંગ

શુદ્ધ SiC ને કોઈપણ સિન્ટરિંગ ઉમેરણો વિના ખૂબ ઊંચા તાપમાને જ કોમ્પેક્ટલી સિન્ટર કરી શકાય છે, તેથી ઘણા લોકો SiC માટે હોટ પ્રેસિંગ સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયા લાગુ કરે છે. સિન્ટરિંગ સહાય ઉમેરીને SiC ના હોટ પ્રેસિંગ સિન્ટરિંગ પર ઘણા અહેવાલો આવ્યા છે. એલિગ્રો અને અન્ય લોકોએ SiC ઘનતા પર બોરોન, એલ્યુમિનિયમ, નિકલ, આયર્ન, ક્રોમિયમ અને અન્ય ધાતુના ઉમેરણોની અસરનો અભ્યાસ કર્યો. પરિણામો દર્શાવે છે કે SiC હોટ પ્રેસિંગ સિન્ટરિંગને પ્રોત્સાહન આપવા માટે એલ્યુમિનિયમ અને આયર્ન સૌથી અસરકારક ઉમેરણો છે. FFlange એ હોટ પ્રેસ્ડ SiC ના ગુણધર્મો પર Al2O3 ની વિવિધ માત્રા ઉમેરવાની અસરનો અભ્યાસ કર્યો. એવું માનવામાં આવે છે કે હોટ પ્રેસ્ડ SiC નું ઘનતા વિસર્જન અને વરસાદની પદ્ધતિ સાથે સંબંધિત છે. જો કે, હોટ પ્રેસ સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયા ફક્ત સરળ આકારવાળા SiC ભાગો ઉત્પન્ન કરી શકે છે. એક વખતની હોટ પ્રેસ સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પાદિત ઉત્પાદનોની માત્રા ખૂબ ઓછી છે, જે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે અનુકૂળ નથી.

ગરમ આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ સિન્ટરિંગ

પરંપરાગત સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયાની ખામીઓને દૂર કરવા માટે, બી-ટાઇપ અને સી-ટાઇપનો ઉપયોગ ઉમેરણો તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો અને ગરમ આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ સિન્ટરિંગ ટેકનોલોજી અપનાવવામાં આવી હતી. 1900 ° સે તાપમાને, 98 થી વધુ ઘનતાવાળા બારીક સ્ફટિકીય સિરામિક્સ મેળવવામાં આવ્યા હતા, અને ઓરડાના તાપમાને બેન્ડિંગ તાકાત 600 MPa સુધી પહોંચી શકે છે. જોકે ગરમ આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ સિન્ટરિંગ જટિલ આકાર અને સારા યાંત્રિક ગુણધર્મો સાથે ગાઢ તબક્કાના ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરી શકે છે, સિન્ટરિંગ સીલબંધ હોવું આવશ્યક છે, જે ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન પ્રાપ્ત કરવું મુશ્કેલ છે.

પ્રતિક્રિયા સિન્ટરિંગ

રિએક્શન સિન્ટર્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ, જેને સેલ્ફ બોન્ડેડ સિલિકોન કાર્બાઇડ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે પ્રક્રિયાનો ઉલ્લેખ કરે છે જેમાં છિદ્રાળુ બિલેટ ગેસ અથવા પ્રવાહી તબક્કા સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે જેથી બિલેટ ગુણવત્તામાં સુધારો થાય, છિદ્રાળુતા ઓછી થાય અને સિન્ટર ફિનિશ્ડ ઉત્પાદનો ચોક્કસ તાકાત અને પરિમાણીય ચોકસાઈ સાથે બનાવવામાં આવે. α- SiC પાવડર અને ગ્રેફાઇટને ચોક્કસ પ્રમાણમાં મિશ્રિત કરવામાં આવે છે અને ચોરસ બિલેટ બનાવવા માટે લગભગ 1650 ℃ સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે. તે જ સમયે, તે વાયુયુક્ત Si દ્વારા બિલેટમાં પ્રવેશ કરે છે અથવા ઘૂસી જાય છે અને ગ્રેફાઇટ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને β- SiC બનાવે છે, જે હાલના α- SiC કણો સાથે જોડાય છે. જ્યારે Si સંપૂર્ણપણે ઘૂસણખોરી થાય છે, ત્યારે સંપૂર્ણ ઘનતા અને બિન-સંકોચન કદ સાથે પ્રતિક્રિયા સિન્ટર્ડ બોડી મેળવી શકાય છે. અન્ય સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયાઓની તુલનામાં, ઘનતા પ્રક્રિયામાં પ્રતિક્રિયા સિન્ટરિંગનું કદ પરિવર્તન નાનું હોય છે, અને ચોક્કસ કદવાળા ઉત્પાદનો તૈયાર કરી શકાય છે. જો કે, સિન્ટર્ડ બોડીમાં મોટી માત્રામાં SiCનું અસ્તિત્વ પ્રતિક્રિયા સિન્ટર્ડ SiC સિરામિક્સના ઉચ્ચ-તાપમાન ગુણધર્મોને વધુ ખરાબ બનાવે છે.