Ang high-purity silicon carbide (SiC) ceramics mitumaw isip sulundon nga materyales alang sa mga kritikal nga sangkap sa semiconductor, aerospace, ug kemikal nga mga industriya tungod sa ilang talagsaon nga thermal conductivity, kemikal nga kalig-on, ug mekanikal nga kusog. Uban sa nagkadako nga panginahanglan alang sa high-performance, ubos nga polusyon nga ceramic nga mga himan, ang pagpalambo sa episyente ug scalable nga mga teknolohiya sa pagpangandam alang sa high-purity SiC ceramics nahimong usa ka global research focus. Kini nga papel sistematikong nagrepaso sa kasamtangan nga mayor nga mga pamaagi sa pagpangandam alang sa high-purity SiC ceramics, lakip na ang recrystallization sintering, pressureless sintering (PS), hot pressing (HP), spark plasma sintering (SPS), ug additive manufacturing (AM), uban ang pagpasiugda sa paghisgot sa mga mekanismo sa sintering, key parameters, materyal nga mga kabtangan, ug kasamtangan nga mga hagit sa matag proseso.
Ang paggamit sa SiC ceramics sa natad sa militar ug engineering
Sa pagkakaron, ang high-purity nga SiC ceramic nga mga sangkap kay kaylap nga gigamit sa silicon wafer manufacturing equipment, nga nag-apil sa core nga mga proseso sama sa oxidation, lithography, etching, ug ion implantation. Sa pag-uswag sa teknolohiya sa wafer, ang pagdugang sa mga gidak-on sa wafer nahimo nga usa ka hinungdanon nga uso. Ang kasamtangan nga mainstream nga wafer nga gidak-on mao ang 300 mm, nga nakab-ot ang maayong balanse tali sa gasto ug kapasidad sa produksiyon. Bisan pa, tungod sa Balaod ni Moore, ang mass production sa 450 mm nga mga wafer anaa na sa agenda. Ang mas dagkong mga wafer kasagarang nanginahanglan ug mas taas nga kalig-on sa istruktura aron makasukol sa warping ug deformation, nga dugang nga nagduso sa nagkadako nga panginahanglan alang sa dako nga gidak-on, taas nga kusog, high-purity nga SiC ceramic nga mga sangkap. Sa bag-ohay nga mga tuig, ang additive manufacturing (3D nga pag-imprenta), isip usa ka paspas nga teknolohiya sa prototyping nga wala magkinahanglan og mga hulmahan, nagpakita sa dako nga potensyal sa paggama sa mga komplikado nga istruktura nga SiC nga seramik nga mga bahin tungod sa iyang layer-by-layer nga pagtukod ug flexible nga kapabilidad sa disenyo, nga nakadani sa kaylap nga pagtagad.
Ang kini nga papel sistematikong analisahon ang lima ka representante nga mga pamaagi sa pag-andam alang sa high-purity SiC ceramics-recrystallization sintering, pressureless sintering, hot pressing, spark plasma sintering, ug additive manufacturing-nga nagpunting sa ilang mga mekanismo sa sintering, mga pamaagi sa pag-optimize sa proseso, mga kinaiya sa performance sa materyal, ug mga prospect sa aplikasyon sa industriya.
High-purity silicon carbide hilaw nga materyales kinahanglanon
I. Recrystallization Sintering
Ang recrystallized silicon carbide (RSiC) usa ka high-purity nga SiC nga materyal nga giandam nga walay sintering aid sa taas nga temperatura nga 2100–2500°C. Sukad nga una nga nadiskobrehan ni Fredriksson ang recrystallization phenomenon sa ulahing bahin sa ika-19 nga siglo, ang RSiC nakakuha og mahinungdanong pagtagad tungod sa iyang limpyo nga mga utlanan sa lugas ug pagkawala sa mga hugna sa bildo ug mga hugaw. Sa taas nga temperatura, ang SiC nagpakita sa medyo taas nga presyur sa alisngaw, ug ang mekanismo sa sintering niini nag-una nga naglakip sa usa ka proseso sa evaporation-condensation: ang mga pinong lugas moalisngaw ug mag-redeposit sa ibabaw sa mas dagkong mga lugas, nga nagpasiugda sa pagtubo sa liog ug direkta nga pagbugkos tali sa mga lugas, sa ingon nagpauswag sa kusog sa materyal.
Sa 1990, giandam ni Kriegesmann ang RSiC nga adunay usa ka paryente nga density nga 79.1% gamit ang slip casting sa 2200 ° C, nga adunay cross-section nga nagpakita sa usa ka microstructure nga gilangkuban sa mga coarse grains ug pores. Pagkahuman, si Yi et al. gigamit ang gel casting aron sa pag-andam sa berde nga mga lawas ug sintered sila sa 2450 ° C, pagkuha sa RSiC ceramics nga adunay bulk density nga 2.53 g / cm³ ug usa ka flexural nga kusog nga 55.4 MPa.
Ang SEM fracture surface sa RSiC
Kon itandi sa dasok nga SiC, ang RSiC adunay mas ubos nga densidad (gibana-bana nga 2.5 g/cm³) ug mga 20% nga bukas nga porosity, nga naglimite sa iyang performance sa mga high-strength nga aplikasyon. Busa, ang pagpaayo sa densidad ug mekanikal nga mga kabtangan sa RSiC nahimong usa ka mahinungdanong pagtuon sa panukiduki. Sung et al. gisugyot nga infiltrating molten silicon ngadto sa carbon/β-SiC mixed compacts ug recrystallizing sa 2200°C, malampuson nga pagtukod sa usa ka network nga istruktura gilangkuban sa α-SiC coarse grains. Ang resulta nga RSiC nakab-ot ang densidad nga 2.7 g/cm³ ug usa ka flexural strength nga 134 MPa, nga nagmintinar sa maayo kaayong mekanikal nga kalig-on sa taas nga temperatura.
Aron madugangan pa ang densidad, si Guo et al. gigamit ang polymer infiltration ug pyrolysis (PIP) nga teknolohiya alang sa daghang mga pagtambal sa RSiC. Gamit ang PCS/xylene solutions ug SiC/PCS/xylene slurries isip mga infiltrant, human sa 3-6 PIP cycles, ang density sa RSiC miuswag pag-ayo (hangtod sa 2.90 g/cm³), uban sa flexural strength niini. Dugang pa, ilang gisugyot ang usa ka cyclic nga estratehiya nga naghiusa sa PIP ug recrystallization: pyrolysis sa 1400 ° C nga gisundan sa recrystallization sa 2400 ° C, epektibo nga paghawan sa mga blockage sa particle ug pagkunhod sa porosity. Ang katapusan nga RSiC nga materyal nakab-ot ang usa ka densidad sa 2.99 g/cm³ ug usa ka flexural nga kusog sa 162.3 MPa, nga nagpakita sa talagsaong komprehensibo nga pasundayag.
SEM nga mga hulagway sa microstructure evolution sa gipasinaw nga RSiC human sa polymer impregnation ug pyrolysis (PIP) -recrystallization cycles: Initial RSiC (A), human sa unang PIP-recrystallization cycle (B), ug human sa ikatulo nga cycle (C)
II. Walay Pressure Sintering
Ang pressureless-sintered silicon carbide (SiC) ceramics kasagarang giandam gamit ang high-purity, ultrafine SiC powder isip hilaw nga materyal, nga adunay gamay nga kantidad sa sintering aid nga gidugang, ug sintered sa usa ka inert atmosphere o vacuum sa 1800-2150 °C. Kini nga pamaagi angay alang sa paghimo sa dako nga gidak-on ug komplikado nga istruktura nga seramik nga mga sangkap. Apan, tungod kay ang SiC nag-una sa covalently bonded, ang self-diffusion coefficient niini hilabihan ka ubos, nga naghimo sa densification nga lisud nga walay sintering aid.
Base sa mekanismo sa sintering, ang pressureless sintering mahimong bahinon sa duha ka kategorya: pressureless liquid-phase sintering (PLS-SiC) ug pressureless solid-state sintering (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (Liquid-Phase Sintering)
Ang PLS-SiC kasagarang gi-sinter sa ubos sa 2000°C pinaagi sa pagdugang ug gibana-bana nga 10 wt.% sa eutectic sintering aid (sama sa Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, ug rare-earth oxides RE₂O₃) aron maporma ang liquid phase ug masden particle transferarrang. Kini nga proseso angayan alang sa industriyal nga grado nga SiC ceramics, apan walay mga taho sa taas nga kaputli nga SiC nga nakab-ot pinaagi sa liquid-phase sintering.
1.2 PSS-SiC (Solid-State Sintering)
Ang PSS-SiC naglakip sa solid-state densification sa mga temperatura nga labaw sa 2000 ° C nga adunay gibana-bana nga 1 wt.% sa mga additives. Kini nga proseso nagsalig nag-una sa atomic diffusion ug grain rearrangement nga gimaneho sa taas nga temperatura aron makunhuran ang enerhiya sa nawong ug makab-ot ang densification. Ang BC (boron-carbon) nga sistema kay usa ka komon nga additive nga kombinasyon, nga makapaubos sa grain boundary energy ug makatangtang sa SiO₂ gikan sa SiC surface. Bisan pa, ang tradisyonal nga mga additives sa BC kanunay nga nagpaila sa nahabilin nga mga hugaw, nga nagpamenos sa kaputli sa SiC.
Pinaagi sa pagkontrol sa additive content (B 0.4 wt.%, C 1.8 wt.%) ug sintering sa 2150 ° C sulod sa 0.5 ka oras, nakuha ang high-purity SiC ceramics nga adunay purity nga 99.6 wt.% ug usa ka relative density sa 98.4%. Ang microstructure nagpakita sa kolumnar nga mga lugas (ang uban milapas sa 450 µm ang gitas-on), nga adunay gagmay nga mga pores sa mga utlanan sa lugas ug mga graphite nga partikulo sa sulod sa mga lugas. Ang mga seramik nagpakita sa usa ka flexural nga kusog sa 443 ± 27 MPa, usa ka elastic modulus sa 420 ± 1 GPa, ug usa ka thermal expansion coefficient sa 3.84 × 10⁻⁶ K⁻¹ sa range sa temperatura sa lawak ngadto sa 600 °C, nga nagpakita sa maayo kaayo nga kinatibuk-ang performance.
Microstructure sa PSS-SiC: (A) SEM image human sa polishing ug NaOH etching; (BD) BSD nga mga hulagway human sa pagpasinaw ug pagkulit
III. Hot Pressing Sintering
Ang hot pressing (HP) sintering usa ka teknik sa densification nga dungan nga nagpadapat sa kainit ug uniaxial pressure sa mga materyales sa pulbos ubos sa taas nga temperatura ug taas nga presyur nga kondisyon. Ang taas nga presyur sa kamahinungdanon makapugong sa pagporma sa pore ug limitahan ang pagtubo sa lugas, samtang ang taas nga temperatura nagpasiugda sa pagsagol sa lugas ug ang pagporma sa mga dasok nga istruktura, nga sa katapusan nagpatunghag high-density, high-purity nga SiC ceramics. Tungod sa direksyon nga kinaiya sa pagpilit, kini nga proseso lagmit nga mag-aghat sa anisotropy sa lugas, nga makaapekto sa mekanikal ug pagsul-ob sa mga kabtangan.
Ang lunsay nga SiC nga mga seramik lisud nga densify nga walay mga additives, nga nagkinahanglan sa ultrahigh-pressure sintering. Nadeau et al. malampuson nga nag-andam sa hingpit nga dasok nga SiC nga walay mga additives sa 2500 ° C ug 5000 MPa; Sun ug uban pa. nakuha ang β-SiC bulk nga mga materyales nga adunay Vickers nga katig-a hangtod sa 41.5 GPa sa 25 GPa ug 1400 ° C. Gamit ang 4 GPa pressure, ang SiC ceramics nga adunay relatibong densidad nga gibana-bana nga 98% ug 99%, katig-a sa 35 GPa, ug elastic modulus sa 450 GPa giandam sa 1500 ° C ug 1900 ° C, matag usa. Ang sintering micron-sized nga SiC powder sa 5 GPa ug 1500 ° C naghatag og mga seramiko nga adunay katig-a nga 31.3 GPa ug usa ka paryente nga Densidad nga 98.4%.
Bisan kung kini nga mga resulta nagpakita nga ang ultrahigh pressure mahimong makab-ot ang additive-free densification, ang pagkakomplikado ug taas nga gasto sa gikinahanglan nga kagamitan naglimite sa mga aplikasyon sa industriya. Busa, sa praktikal nga pagpangandam, ang pagsubay sa mga additives o powder granulation kanunay nga gigamit aron mapalambo ang sintering driving force.
Pinaagi sa pagdugang sa 4 wt.% phenolic resin isip additive ug sintering sa 2350 ° C ug 50 MPa, ang SiC ceramics nga adunay densification rate nga 92% ug purity nga 99.998% nakuha. Gamit ang mubu nga mga additive nga kantidad (boric acid ug D-fructose) ug sintering sa 2050°C ug 40 MPa, ang high-purity nga SiC nga adunay relative density>99.5% ug residual B content nga 556 ppm lang ang giandam. Gipakita sa mga hulagway sa SEM nga, kon itandi sa walay pressure-sintered nga mga sample, ang mga hot-pressed sample adunay mas gagmay nga mga lugas, mas gamay nga mga pores, ug mas taas nga densidad. Ang flexural strength mao ang 453.7 ± 44.9 MPa, ug ang elastic modulus miabot sa 444.3 ± 1.1 GPa.
Pinaagi sa pagpalugway sa oras sa pagkupot sa 1900 ° C, ang gidak-on sa lugas misaka gikan sa 1.5 μm ngadto sa 1.8 μm, ug ang thermal conductivity miuswag gikan sa 155 ngadto sa 167 W·m⁻¹·K⁻¹, samtang nagpalambo usab sa plasma corrosion resistance.
Ubos sa mga kondisyon sa 1850 ° C ug 30 MPa, ang mainit nga pagpindot ug paspas nga mainit nga pagpindot sa granulated ug annealed SiC powder naghatag og bug-os nga dasok nga β-SiC nga mga seramik nga walay bisan unsang mga additives, nga adunay densidad nga 3.2 g / cm³ ug usa ka sintering nga temperatura nga 150-200 ° C nga mas ubos kaysa tradisyonal nga mga proseso. Ang mga seramik nagpakita sa katig-a sa 2729 GPa, pagkagahi sa bali nga 5.25–5.30 MPa·m^1/2, ug maayo kaayong pagsukol sa pagkamang (mga creep rates sa 9.9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ ug 3.8 × 10⁻⁹°C sa ⁻⁹°C ⁻¹ ug 3.8 × 10⁻⁹ °C 100 MPa).
(A) SEM larawan sa gipasinaw nga nawong; (B) SEM nga hulagway sa fracture surface; (C, D) BSD nga hulagway sa gipasinaw nga nawong
Sa panukiduki sa pag-imprenta sa 3D alang sa piezoelectric ceramics, ang ceramic slurry, ingon ang kinauyokan nga hinungdan nga nakaimpluwensya sa pagporma ug pasundayag, nahimo nga usa ka hinungdan nga pokus sa sulod ug internasyonal. Ang mga bag-ong pagtuon sa kasagaran nagpakita nga ang mga parameter sama sa gidak-on sa pulbos nga partikulo, slurry viscosity, ug solidong sulod dakog epekto sa pagporma sa kalidad ug piezoelectric nga mga kabtangan sa kataposang produkto.
Nakaplagan sa panukiduki nga ang mga ceramic slurries nga giandam gamit ang micron-, submicron-, ug nano-sized nga barium titanate powder nagpakitag dakong kalainan sa stereolithography (eg, LCD-SLA) nga mga proseso. Samtang ang gidak-on sa partikulo mokunhod, ang slurry viscosity motaas pag-ayo, uban sa nano-sized nga mga pulbos nga nagpatunghag mga slurries nga adunay mga viscosity nga moabot sa binilyon nga mPa·s. Ang mga slurries nga adunay micron-sized nga mga pulbos dali nga ma-delamination ug mapanit sa panahon sa pag-imprinta, samtang ang submicron ug nano-sized nga mga pulbos nagpakita sa mas lig-on nga pagporma sa kinaiya. Human sa high-temperature sintering, ang resulta nga ceramic samples nakab-ot ang densidad nga 5.44 g/cm³, piezoelectric coefficient (d₃₃) nga gibana-bana nga 200 pC/N, ug ubos nga pagkawala nga mga hinungdan, nga nagpakita sa maayo kaayo nga electromechanical response properties.
Dugang pa, sa mga proseso sa micro-stereolithography, ang pag-adjust sa solid content sa PZT-type slurries (pananglitan, 75 wt.%) nagbunga og sintered nga mga lawas nga adunay densidad nga 7.35 g/cm³, nga nakab-ot ang piezoelectric constant nga hangtod sa 600 pC/N ubos sa poling electric fields. Ang panukiduki bahin sa kompensasyon sa micro-scale nga deformation labi nga nagpauswag sa pagkatukma sa pagporma, nga nagpauswag sa katukma sa geometriko hangtod sa 80%.
Ang laing pagtuon sa PMN-PT piezoelectric ceramics nagpadayag nga ang solid content kritikal nga nakaimpluwensya sa ceramic structure ug electrical properties. Sa 80 wt.% solid content, ang mga byproduct dali nga makita sa mga seramiko; samtang ang solid content misaka ngadto sa 82 wt.% ug labaw pa, ang mga byproduct anam-anam nga nawala, ug ang seramik nga istruktura nahimong mas putli, nga adunay mahinungdanon nga pag-uswag sa performance. Sa 82 wt.%, ang mga seramiko nagpakita sa labing maayo nga mga kabtangan sa elektrisidad: usa ka piezoelectric nga kanunay nga 730 pC / N, relatibo nga pagtugot sa 7226, ug pagkawala sa dielectric nga 0.07 ra.
Sa katingbanan, ang gidak-on sa partikulo, solidong sulud, ug rheological nga mga kabtangan sa mga ceramic slurries dili lamang makaapekto sa kalig-on ug katukma sa proseso sa pag-imprenta apan direkta usab nga mahibal-an ang densidad ug piezoelectric nga tubag sa mga sintered nga lawas, nga naghimo kanila nga hinungdanon nga mga parameter alang sa pagkab-ot sa taas nga pasundayag nga 3D-printed nga piezoelectric ceramics.
Ang nag-unang proseso sa LCD-SLA 3D nga pag-imprenta sa BT/UV nga mga sample
Ang mga kabtangan sa PMN-PT ceramics uban sa lain-laing mga solid sulod
IV. Spark Plasma Sintering
Ang Spark plasma sintering (SPS) usa ka advanced sintering nga teknolohiya nga naggamit sa pulsed current ug mechanical pressure nga dungan nga gigamit sa mga pulbos aron makab-ot ang paspas nga densification. Niini nga proseso, direkta nga gipainit sa kasamtangan ang agup-op ug pulbos, nga nagpatunghag kainit sa Joule ug plasma, nga makapahimo sa episyente nga sintering sa mubo nga panahon (kasagaran sulod sa 10 minutos). Ang paspas nga pagpainit nagpasiugda sa pagsabwag sa nawong, samtang ang pagtangtang sa aligato makatabang sa pagtangtang sa mga adsorbed gas ug mga lut-od sa oxide gikan sa mga ibabaw nga powder, nga nagpauswag sa performance sa sintering. Ang epekto sa electromigration nga gipahinabo sa mga natad sa electromagnetic nagpauswag usab sa pagsabwag sa atomo.
Kung itandi sa tradisyonal nga hot pressing, ang SPS naggamit sa mas direkta nga pagpainit, nga makahimo sa densification sa mas ubos nga temperatura samtang epektibo nga nagpugong sa pagtubo sa lugas aron makakuha og maayo ug uniporme nga microstructures. Pananglitan:
- Kung walay mga additives, gamit ang ground SiC powder isip hilaw nga materyal, sintering sa 2100 ° C ug 70 MPa sulod sa 30 minutos nga mga sample nga adunay 98% nga relative density.
- Ang sintering sa 1700°C ug 40 MPa sulod sa 10 ka minutos nagpatunghag kubiko nga SiC nga adunay 98% nga densidad ug mga gidak-on sa lugas nga 30–50 nm lamang.
- Ang paggamit sa 80 µm granular SiC powder ug sintering sa 1860°C ug 50 MPa sulod sa 5 minutos miresulta sa high-performance SiC ceramics nga adunay 98.5% relative density, Vickers microhardness sa 28.5 GPa, flexural strength sa 395 MPa, ug fracture toughness sa 4.15.
Gipakita sa microstructural analysis nga samtang ang sintering temperature misaka gikan sa 1600°C ngadto sa 1860°C, ang material porosity mikunhod pag-ayo, nga nagkaduol sa bug-os nga densidad sa taas nga temperatura.
Ang microstructure sa SiC ceramics sintered sa lain-laing mga temperatura: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C ug (D) 1860°C
V. Additive nga Paggama
Ang Additive Manufacturing (AM) bag-o lang nagpakita ug dakong potensyal sa paghimo sa mga komplikadong seramiko nga sangkap tungod sa layer-by-layer nga proseso sa pagtukod niini. Para sa SiC ceramics, daghang AM nga teknolohiya ang naugmad, lakip ang binder jetting (BJ), 3DP, selective laser sintering (SLS), direct ink writing (DIW), ug stereolithography (SL, DLP). Bisan pa, ang 3DP ug DIW adunay mas ubos nga katukma, samtang ang SLS lagmit nga mag-aghat sa thermal stress ug mga liki. Sa kasukwahi, ang BJ ug SL nagtanyag og mas daghang bentaha sa paghimo og high-purity, high-precision complex ceramics.
- Binder Jetting (BJ)
Ang teknolohiya sa BJ naglakip sa layer-by-layer nga pag-spray sa binder ngadto sa bond powder, gisundan sa pag-debinding ug sintering aron makuha ang katapusang produkto nga seramik. Ang paghiusa sa BJ sa chemical vapor infiltration (CVI), high-purity, fully crystalline SiC ceramics malampuson nga giandam. Ang proseso naglakip sa:
① Pagporma sa SiC ceramic green nga mga lawas gamit ang BJ.
② Pag-densize pinaagi sa CVI sa 1000°C ug 200 Torr.
③ Ang katapusang SiC ceramic adunay densidad nga 2.95 g/cm³, thermal conductivity nga 37 W/m·K, ug flexural strength nga 297 MPa.
Schematic diagram sa adhesive jet (BJ) nga pag-imprenta. (A) Computer-aided design (CAD) model, (B) schematic diagram sa prinsipyo sa BJ, (C) pag-imprenta sa SiC sa BJ, (D) densification sa SiC pinaagi sa chemical vapor infiltration (CVI)
- Stereolithography (SL)
Ang SL usa ka teknolohiya sa pagporma nga seramik nga nakabase sa UV nga curing nga adunay labi ka taas nga katukma ug mga kapabilidad sa paghimo sa istruktura nga komplikado. Kini nga pamaagi naggamit sa photosensitive ceramic slurries nga adunay taas nga solid content ug ubos nga viscosity aron maporma ang 3D ceramic green nga mga lawas pinaagi sa photopolymerization, gisundan sa debinding ug high-temperature sintering aron makuha ang katapusang produkto.
Gamit ang 35 vol.% SiC slurry, ang taas nga kalidad nga 3D green nga mga lawas giandam ubos sa 405 nm UV irradiation ug dugang nga gipadasok pinaagi sa polymer burnout sa 800 ° C ug PIP nga pagtambal. Ang mga resulta nagpakita nga ang mga sample nga giandam sa 35 vol.% slurry nakab-ot ang usa ka paryente nga densidad sa 84.8%, labaw sa 30% ug 40% nga kontrol nga mga grupo.
Pinaagi sa pagpaila sa lipophilic SiO₂ ug phenolic epoxy resin (PEA) aron mabag-o ang slurry, ang pasundayag sa photopolymerization epektibo nga gipauswag. Human sa sintering sa 1600 ° C sulod sa 4 ka oras, ang hapit kompleto nga pagkakabig ngadto sa SiC nakab-ot, nga adunay katapusang oksiheno nga sulod nga 0.12% lamang, nga makapahimo sa usa ka lakang nga paghimo sa high-purity, complex-structured SiC ceramics nga walay pre-oxidation o pre-infiltration nga mga lakang.
Ilustrasyon sa istruktura sa pag-imprenta ug ang proseso sa sintering niini. Ang dagway sa sample human sa pagpauga sa (A) 25°C, pyrolysis sa (B) 1000°C, ug sintering sa (C) 1600°C.
Pinaagi sa pagdesinyo sa photosensitive Si₃N₄ ceramic slurries para sa stereolithography 3D printing ug paggamit sa debinding-presintering ug high-temperature aging nga proseso, Si₃N₄ ceramics nga adunay 93.3% theoretical density, tensile strength sa 279.8 MPa, ug flexural strength sa 3338.5 MPa giandam. Nakaplagan sa mga pagtuon nga ubos sa mga kondisyon sa 45 vol.% solid content ug 10 s exposure time, mahimong makuha ang single-layer green nga mga lawas nga adunay IT77-level curing precision. Ang usa ka proseso sa pag-debinding sa ubos nga temperatura nga adunay rate sa pagpainit nga 0.1 °C/min nakatabang sa paghimo nga wala’y liki nga berde nga mga lawas.
Ang sintering usa ka importanteng lakang nga nakaapekto sa katapusang performance sa stereolithography. Gipakita sa panukiduki nga ang pagdugang sa mga tabang sa sintering epektibo nga makapauswag sa densidad sa seramik ug mekanikal nga mga kabtangan. Gigamit ang CeO₂ isip tabang sa sintering ug teknolohiya sa sintering nga gitabangan sa kuryente sa kuryente aron maandam ang mga high-density nga Si₃N₄ ceramics, nakit-an ang CeO₂ nga naglainlain sa mga utlanan sa lugas, nagpasiugda sa pag-slide ug densification sa utlanan sa lugas. Ang resulta nga mga seramiko nagpakita sa Vickers nga katig-a sa HV10/10 (1347.9 ± 2.4) ug bali nga katig-a sa (6.57 ± 0.07) MPa·m¹/². Uban sa MgO-Y₂O₃ isip mga additives, ang ceramic microstructure homogeneity gipauswag, nga nakapauswag sa performance. Sa kinatibuk-ang lebel sa doping nga 8 wt.%, ang flexural strength ug thermal conductivity niabot sa 915.54 MPa ug 59.58 W·m⁻¹·K⁻¹, matag usa.
VI. Panapos
Sa katingbanan, ang high-purity silicon carbide (SiC) ceramics, isip usa ka talagsaon nga engineering ceramic material, nagpakita sa halapad nga prospect sa aplikasyon sa semiconductors, aerospace, ug extreme-condition equipment. Kini nga papel sistematikong nag-analisar sa lima ka tipikal nga mga ruta sa pagpangandam alang sa high-purity SiC ceramics-recrystallization sintering, pressureless sintering, hot pressing, spark plasma sintering, ug additive manufacturing-nga adunay detalyado nga mga diskusyon sa ilang densification mechanisms, key parameter optimization, material performance, ug tagsa-tagsa nga mga bentaha ug limitasyon.
Dayag nga ang lainlaing mga proseso ang matag usa adunay talagsaon nga mga kinaiya sa mga termino sa pagkab-ot sa taas nga kaputli, taas nga densidad, komplikado nga mga istruktura, ug posibilidad sa industriya. Ang additive nga teknolohiya sa paghimo, labi na, nagpakita nga lig-on nga potensyal sa paghimo sa komplikado nga porma ug gipahiangay nga mga sangkap, nga adunay mga pagbuto sa mga subfield sama sa stereolithography ug binder jetting, nga naghimo niini nga usa ka hinungdanon nga direksyon sa pag-uswag alang sa high-purity SiC ceramic nga pag-andam.
Ang umaabot nga panukiduki sa high-purity nga SiC ceramic nga pag-andam kinahanglan nga mas lawom, nga nagpasiugda sa transisyon gikan sa laboratory-scale ngadto sa dako, kasaligan kaayo nga mga aplikasyon sa inhenyero, sa ingon naghatag og kritikal nga materyal nga suporta alang sa high-end nga mga ekipo nga manufacturing ug sa sunod nga henerasyon nga mga teknolohiya sa impormasyon.
Ang XKH usa ka high-tech nga negosyo nga nag-espesyalisar sa panukiduki ug paghimo sa mga high-performance nga ceramic nga materyales. Gipahinungod kini sa paghatag og customized nga mga solusyon alang sa mga kustomer sa porma sa high-purity silicon carbide (SiC) ceramics. Ang kompanya adunay mga advanced nga teknolohiya sa pag-andam sa materyal ug tukma nga mga kapabilidad sa pagproseso. Ang negosyo niini naglangkob sa panukiduki, produksiyon, tukma nga pagproseso, ug pagtambal sa nawong sa mga high-purity nga SiC ceramics, nga nagtagbo sa higpit nga mga kinahanglanon sa semiconductor, bag-ong enerhiya, aerospace ug uban pang mga natad alang sa high-performance nga mga sangkap nga seramik. Ang paggamit sa mga hamtong nga proseso sa sintering ug mga teknolohiya sa paggama sa mga additive, mahimo namong itanyag ang mga kustomer sa usa ka one-stop nga serbisyo gikan sa pag-optimize sa pormula sa materyal, pagporma sa komplikado nga istruktura hangtod sa tukma nga pagproseso, pagsiguro nga ang mga produkto adunay maayo kaayo nga mekanikal nga mga kabtangan, kalig-on sa thermal ug resistensya sa corrosion.
Oras sa pag-post: Hul-30-2025