Tính chất của Silicon carbide ceramic

Định nghĩa Silicon carbide ceramic

Vật liệu silicon carbide ceramic là loại gốm kỹ thuật có liên kết cộng hóa trị mạnh, thành phần chính là SiC, có tính chất cơ học tuyệt vời, khả năng chống oxy hóa tuyệt vời, chống mài mòn cao và hệ số ma sát thấp. Ưu điểm lớn nhất của silicon carbide ceramic là có thể duy trì độ bền và độ cứng cao ở nhiệt độ cao 1400 độ C. Ngoài ra, độ dẫn nhiệt của gốm silic cacbua thiêu kết cũng rất cao, chỉ đứng sau gốm oxit berili và gốm nhôm nitrit trong gốm kỹ thuật. Vì vậy, gốm SiC thích hợp sử dụng trong nhiều môi trường khắc nghiệt khác nhau.

Silicon carbide ceramic: Phương pháp và mô hình thiêu kết

Hiện nay, các phương pháp thiêu kết của silicon carbide ceramic chủ yếu bao gồm thiêu kết ép nóng, thiêu kết trực tiếp, liên kết phản ứng, thiêu kết kết tinh lại, thiêu kết vi sóng và thiêu kết plasma tia lửa điện. Các phương pháp thiêu kết khác nhau sẽ gây ra sự khác biệt về tính chất của vật liệu silicon carbide. Vì vậy, hai phương pháp đúc thiêu kết phổ biến nhất được giới thiệu ngắn gọn dưới đây.

Silicon carbide thiêu kết trực tiếp (SSiC)

Silicon carbide thiêu kết trực tiếp được sản xuất từ ​​bột silicon carbide nguyên chất và chất trợ thiêu kết không chứa oxit trong môi trường trơ ​​ở nhiệt độ cao khoảng 2.000°C bằng nhiều phương pháp tạo hình bao gồm ép khô và ép đùn.

Silicon carbide liên kết phản ứng (SiSiC)

Quá trình điều chế silicon carbide bằng quá trình thiêu kết phản ứng là trộn trước một lượng vật liệu chứa cacbon thích hợp trong bột silicon carbide và tổng hợp silicon carbide mới bằng cách sử dụng phản ứng nhiệt độ cao giữa cacbon và silic dư trong bột silicon carbide để tạo thành silicon carbide ceramic với cấu trúc nhỏ gọn.

Quá trình thiêu kết phản ứng có ưu điểm là nhiệt độ thiêu kết thấp, thời gian thiêu kết ngắn và hình thành kích thước gần bằng lưới, v.v. Đây là phương pháp hiệu quả nhất để tạo thành silicon carbide ceramic có kích thước lớn và hình dạng phức tạp.

Thuộc tính silicon carbide

• Mật độ tương đối thấp;
• Độ bền cơ học cao hơn;
• Độ bền nhiệt độ cao tuyệt vời;
• Chống oxy hóa;
• Khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời;
• Độ cứng cao và chống mài mòn;
• Độ giãn nở nhiệt thấp và độ dẫn nhiệt cao;
• Kháng hóa chất tuyệt vời.

Thông số hiệu suất vật liệu SiC

*Các giá trị này là đặc tính vật liệu điển hình và có thể thay đổi tùy theo cấu hình sản phẩm và quy trình sản xuất.

Tính chất hóa học của vật liệu silicon carbide

Khi nhiệt độ trong phản ứng oxy đạt tới 1300°C, một lớp silicon dioxide bảo vệ sẽ được hình thành trên bề mặt tinh thể silicon carbide. Với sự dày lên của lớp bảo vệ, silicon carbide bên trong được chống lại và tiếp tục liên kết, do đó silicon carbide tinh thể có khả năng kháng hóa chất tốt. Về khả năng chống ăn mòn, vật liệu SiC có khả năng chống axit mạnh nhờ vai trò của màng bảo vệ silicon dioxide, nhưng khả năng chống kiềm kém.

Công dụng silicon carbide

Vật liệu silicon carbide không chỉ có mật độ thấp mà còn có độ cứng cực cao, là một trong những vật liệu ceramic cứng nhất. Tính chất vật liệu của nó có thể không thay đổi ở nhiệt độ 1400°C. Và mô đun Young càng cao (>400GPa) đảm bảo độ ổn định kích thước dưới áp suất cao. Nó cũng an toàn về mặt độc tính và cũng có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Ngoài ra, vật liệu SiC có tính dẫn nhiệt tuyệt vời, độ giãn nở nhiệt thấp và có khả năng chống axit và kiềm rất cao.

• Vòng bi và con lăn quay
• Dụng cụ cắt
• Linh kiện động cơ
• Van, miếng đệm tay rocker, mặt bịt kín
• Hỗ trợ cuộn dây sưởi ấm cảm ứng
• Cánh tuabin, cánh gạt, gầu
• Đồ gá hàn và hàn đồng
• Các bộ phận của bộ phận làm nóng
• Các bộ phận của tuabin cố định và di động
• Phớt, vòng bi, cánh bơm
• Phụ kiện van bi
• Tấm mặc
• Nội thất lò nung
• Bộ trao đổi nhiệt
• Thiết bị xử lý wafer bán dẫn