Napredak u tehnologijama pripreme visokočiste silicijum karbidne keramike

Visokočista silicijum karbidna (SiC) keramika se pojavila kao idealan materijal za kritične komponente u poluprovodničkoj, vazduhoplovnoj i hemijskoj industriji zbog svoje izuzetne toplotne provodljivosti, hemijske stabilnosti i mehaničke čvrstoće. S rastućom potražnjom za visokoperformansnim keramičkim uređajima sa niskim zagađenjem, razvoj efikasnih i skalabilnih tehnologija pripreme za visokočistu SiC keramiku postao je globalni fokus istraživanja. Ovaj rad sistematski pregleda trenutne glavne metode pripreme za visokočistu SiC keramiku, uključujući rekristalizacijsko sinterovanje, sinterovanje bez pritiska (PS), vruće presovanje (HP), sinterovanje iskrom plazme (SPS) i aditivnu proizvodnju (AM), s naglaskom na raspravu o mehanizmima sinterovanja, ključnim parametrima, svojstvima materijala i postojećim izazovima svakog procesa.


SiC陶瓷在军事和工程领域的应用

Primjena SiC keramike u vojnoj i inženjerskoj oblasti

Trenutno se keramičke komponente visoke čistoće SiC široko koriste u opremi za proizvodnju silicijumskih pločica, učestvujući u osnovnim procesima kao što su oksidacija, litografija, nagrizanje i ionska implantacija. S napretkom tehnologije pločica, povećanje veličine pločica postalo je značajan trend. Trenutna mainstream veličina pločice je 300 mm, čime se postiže dobra ravnoteža između troškova i proizvodnog kapaciteta. Međutim, vođena Murovim zakonom, masovna proizvodnja pločica od 450 mm već je na dnevnom redu. Veće pločice obično zahtijevaju veću strukturnu čvrstoću kako bi se oduprle savijanju i deformacijama, što dodatno potiče rastuću potražnju za keramičkim komponentama SiC velikih dimenzija, visoke čvrstoće i visoke čistoće. Posljednjih godina, aditivna proizvodnja (3D printanje), kao tehnologija brze izrade prototipa koja ne zahtijeva kalupe, pokazala je ogroman potencijal u izradi složeno strukturiranih SiC keramičkih dijelova zahvaljujući svojoj slojevitoj konstrukciji i fleksibilnim mogućnostima dizajna, privlačeći široku pažnju.

Ovaj rad će sistematski analizirati pet reprezentativnih metoda pripreme za visokočistu SiC keramiku - rekristalizacijsko sinterovanje, sinterovanje bez pritiska, vruće presovanje, sinterovanje iskrom plazme i aditivnu proizvodnju - fokusirajući se na njihove mehanizme sinterovanja, strategije optimizacije procesa, karakteristike materijala i izglede industrijske primjene.

 

高纯碳化硅需求成分

Zahtjevi za sirovinu od silicijum karbida visoke čistoće

 

I. Rekristalizacijsko sinterovanje

 

Rekristalizirani silicijum karbid (RSiC) je SiC materijal visoke čistoće pripremljen bez pomoćnih sredstava za sinterovanje na visokim temperaturama od 2100–2500°C. Otkako je Fredriksson prvi put otkrio fenomen rekristalizacije krajem 19. stoljeća, RSiC je privukao značajnu pažnju zbog čistih granica zrna i odsustva staklenih faza i nečistoća. Na visokim temperaturama, SiC pokazuje relativno visok napon pare, a njegov mehanizam sinterovanja prvenstveno uključuje proces isparavanja-kondenzacije: fina zrna isparavaju i ponovo se talože na površinama većih zrna, potičući rast vrata i direktno vezivanje između zrna, čime se povećava čvrstoća materijala.

 

Kriegesmann je 1990. godine pripremio RSiC relativne gustoće od 79,1% koristeći livenje pod pritiskom na 2200°C, pri čemu je poprečni presjek pokazivao mikrostrukturu sastavljenu od grubih zrna i pora. Nakon toga, Yi i saradnici su koristili gel lijevanje za pripremu zelenih tijela i sinterovali ih na 2450°C, dobivši RSiC keramiku sa zapreminskom gustoćom od 2,53 g/cm³ i čvrstoćom na savijanje od 55,4 MPa.

 

RSiC 的 SEM 断裂表面

SEM površina loma RSiC-a

 

U poređenju sa gustim SiC-om, RSiC ima nižu gustinu (približno 2,5 g/cm³) i oko 20% otvorene poroznosti, što ograničava njegove performanse u primjenama visoke čvrstoće. Stoga je poboljšanje gustine i mehaničkih svojstava RSiC-a postalo ključni fokus istraživanja. Sung i saradnici su predložili infiltraciju rastopljenog silicija u miješane kompaktne ugljik/β-SiC materijale i rekristalizaciju na 2200°C, uspješno konstruišući mrežnu strukturu sastavljenu od grubih zrna α-SiC-a. Rezultirajući RSiC postigao je gustinu od 2,7 g/cm³ i čvrstoću na savijanje od 134 MPa, održavajući odličnu mehaničku stabilnost na visokim temperaturama.

 

Da bi dodatno povećali gustoću, Guo i saradnici su koristili tehnologiju infiltracije i pirolize polimera (PIP) za višestruke tretmane RSiC-a. Korištenjem PCS/ksilen rastvora i SiC/PCS/ksilen suspenzija kao infiltranata, nakon 3-6 PIP ciklusa, gustoća RSiC-a je značajno poboljšana (do 2,90 g/cm³), zajedno s njegovom savojnom čvrstoćom. Osim toga, predložili su cikličku strategiju koja kombinuje PIP i rekristalizaciju: piroliza na 1400°C nakon čega slijedi rekristalizacija na 2400°C, efikasno uklanjajući blokade čestica i smanjujući poroznost. Konačni RSiC materijal postigao je gustoću od 2,99 g/cm³ i savojnu čvrstoću od 162,3 MPa, demonstrirajući izvanredne sveobuhvatne performanse.

 

经过聚合物浸渍和热解 (PIP)-重结晶循环的抛光 RSiC 的微观结构演变的 SEM: 初丬 SEM:RS PIP-重结晶循环后 (B) 和第三次循环后 (C)

SEM slike evolucije mikrostrukture poliranog RSiC-a nakon ciklusa impregnacije polimera i pirolize (PIP)-rekristalizacije: Početni RSiC (A), nakon prvog ciklusa PIP-rekristalizacije (B) i nakon trećeg ciklusa (C)

 

II. Sinterovanje bez pritiska

 

Silicijum karbidna (SiC) keramika sinterovana bez pritiska se obično priprema korištenjem visokočistog, ultrafinog SiC praha kao sirovine, uz dodatak malih količina pomoćnih sredstava za sinterovanje, te se sinteruje u inertnoj atmosferi ili vakuumu na 1800–2150°C. Ova metoda je pogodna za proizvodnju keramičkih komponenti velikih dimenzija i složene strukture. Međutim, budući da je SiC prvenstveno kovalentno vezan, njegov koeficijent samodifuzije je izuzetno nizak, što otežava zgušnjavanje bez pomoćnih sredstava za sinterovanje.

 

Na osnovu mehanizma sinterovanja, sinterovanje bez pritiska može se podijeliti u dvije kategorije: sinterovanje u tečnoj fazi bez pritiska (PLS-SiC) i sinterovanje u čvrstom stanju bez pritiska (PSS-SiC).

 

1.1 PLS-SiC (Sinterovanje u tečnoj fazi)

 

PLS-SiC se obično sinteruje ispod 2000°C dodavanjem približno 10 težinskih% eutektičkih pomoćnih sredstava za sinterovanje (kao što su Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂ i oksidi rijetkih zemalja RE₂O₃) kako bi se formirala tečna faza, što potiče preuređenje čestica i prijenos mase radi postizanja zgušnjavanja. Ovaj proces je pogodan za SiC keramiku industrijske kvalitete, ali nije bilo izvještaja o visokočistom SiC postignutom sinterovanjem u tečnoj fazi.

 

1.2 PSS-SiC (Sinterovanje u čvrstom stanju)

 

PSS-SiC uključuje zgušnjavanje u čvrstom stanju na temperaturama iznad 2000°C s približno 1 težinski% aditiva. Ovaj proces se uglavnom oslanja na atomsku difuziju i preuređenje zrna uzrokovano visokim temperaturama kako bi se smanjila površinska energija i postiglo zgušnjavanje. BC (bor-ugljik) sistem je uobičajena kombinacija aditiva, koja može smanjiti energiju granica zrna i ukloniti SiO₂ s površine SiC. Međutim, tradicionalni BC aditivi često unose rezidualne nečistoće, smanjujući čistoću SiC.

 

Kontroliranjem sadržaja aditiva (B 0,4 tež.%, C 1,8 tež.%) i sinterovanjem na 2150°C tokom 0,5 sati, dobijena je SiC keramika visoke čistoće sa čistoćom od 99,6 tež.% i relativnom gustinom od 98,4%. Mikrostruktura je pokazala stupčasta zrna (neka preko 450 µm dužine), sa manjim porama na granicama zrna i česticama grafita unutar zrna. Keramika je pokazala čvrstoću na savijanje od 443 ± 27 MPa, modul elastičnosti od 420 ± 1 GPa i koeficijent termičkog širenja od 3,84 × 10⁻⁶ K⁻¹ u rasponu od sobne temperature do 600°C, pokazujući odlične ukupne performanse.

 

PSS-SiC的微观结构:(A)抛光和NaOH腐蚀后的SEM图像;(BD)抛光和蚀刻后的BSD图像

Mikrostruktura PSS-SiC: (A) SEM slika nakon poliranja i nagrizanja NaOH; (BD) BSD slike nakon poliranja i nagrizanja

 

III. Vruće presovanje i sinterovanje

 

Sinterovanje vrućim presovanjem (HP) je tehnika zgušnjavanja koja istovremeno primjenjuje toplotu i jednoosni pritisak na praškaste materijale pod uslovima visoke temperature i visokog pritiska. Visoki pritisak značajno inhibira stvaranje pora i ograničava rast zrna, dok visoka temperatura podstiče fuziju zrna i formiranje gustih struktura, što u konačnici proizvodi SiC keramiku visoke gustine i čistoće. Zbog usmjerene prirode presovanja, ovaj proces ima tendenciju da izazove anizotropiju zrna, što utiče na mehanička svojstva i svojstva habanja.

 

Čistu SiC keramiku je teško zgusnuti bez aditiva, što zahtijeva sinterovanje pod ultra visokim pritiskom. Nadeau i saradnici su uspješno pripremili potpuno gusti SiC bez aditiva na 2500°C i 5000 MPa; Sun i saradnici su dobili β-SiC materijale u rasutom stanju sa Vickersovom tvrdoćom do 41,5 GPa na 25 GPa i 1400°C. Korištenjem pritiska od 4 GPa, pripremljena je SiC keramika sa relativnim gustinama od približno 98% i 99%, tvrdoćom od 35 GPa i modulom elastičnosti od 450 GPa na 1500°C i 1900°C, respektivno. Sinterovanje SiC praha mikronske veličine na 5 GPa i 1500°C dalo je keramiku sa tvrdoćom od 31,3 GPa i relativnom gustinom od 98,4%.

 

Iako ovi rezultati pokazuju da ultravisok pritisak može postići zgušnjavanje bez aditiva, složenost i visoki troškovi potrebne opreme ograničavaju industrijsku primjenu. Stoga se u praktičnoj pripremi često koriste aditivi u tragovima ili granulacija praha za poboljšanje pogonske sile sinterovanja.

 

Dodavanjem 4 težinska % fenolne smole kao aditiva i sinterovanjem na 2350 °C i 50 MPa, dobijena je SiC keramika sa stopom zgušnjavanja od 92 % i čistoćom od 99,998 %. Korištenjem niskih količina aditiva (borna kiselina i D-fruktoza) i sinterovanjem na 2050 °C i 40 MPa, pripremljen je SiC visoke čistoće sa relativnom gustinom >99,5 % i preostalim sadržajem B od samo 556 ppm. SEM slike su pokazale da, u poređenju sa uzorcima sinterovanim bez pritiska, toplo presovani uzorci imaju manja zrna, manje pora i veću gustinu. Čvrstoća na savijanje bila je 453,7 ± 44,9 MPa, a modul elastičnosti dostigao je 444,3 ± 1,1 GPa.

 

Produženjem vremena zadržavanja na 1900°C, veličina zrna se povećala sa 1,5 μm na 1,8 μm, a toplotna provodljivost se poboljšala sa 155 na 167 W·m⁻¹·K⁻¹, uz istovremeno poboljšanje otpornosti na koroziju u plazmi.

 

Pod uslovima temperature od 1850°C i pritiska od 30 MPa, vrućim presovanjem i brzim vrućim presovanjem granuliranog i žarenog SiC praha dobijena je potpuno gusta β-SiC keramika bez ikakvih dodataka, sa gustinom od 3,2 g/cm³ i temperaturom sinterovanja 150–200°C nižom od tradicionalnih procesa. Keramika je pokazala tvrdoću od 2729 GPa, žilavost na lom od 5,25–5,30 MPa·m^1/2 i odličnu otpornost na puzanje (brzine puzanja od 9,9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ i 3,8 × 10⁻⁹ s⁻¹ na 1400°C/1450°C i 100 MPa).

 

(A)抛光表面的SEM图像;(B)断口的SEM图像;(C,D)抛光表面的BSD图像

(A) SEM slika polirane površine; (B) SEM slika površine prijeloma; (C, D) BSD slika polirane površine

 

U istraživanjima 3D printanja za piezoelektričnu keramiku, keramička suspenzija, kao ključni faktor koji utiče na oblikovanje i performanse, postala je ključni fokus na domaćem i međunarodnom nivou. Trenutne studije uglavnom pokazuju da parametri poput veličine čestica praha, viskoznosti suspenzije i sadržaja čvrstih materija značajno utiču na kvalitet oblikovanja i piezoelektrična svojstva konačnog proizvoda.

 

Istraživanja su otkrila da keramičke suspenzije pripremljene korištenjem mikronskih, submikronskih i nano prahova barijum titanata pokazuju značajne razlike u stereolitografskim (npr. LCD-SLA) procesima. Kako se veličina čestica smanjuje, viskoznost suspenzije se značajno povećava, pri čemu nano prahovi proizvode suspenzije s viskozitetom koji dostiže milijarde mPa·s. Suspenzije s prahovima mikronske veličine sklone su delaminaciji i ljuštenju tokom štampanja, dok submikronski i nano prahovi pokazuju stabilnije ponašanje oblikovanja. Nakon sinterovanja na visokim temperaturama, rezultirajući keramički uzorci postigli su gustinu od 5,44 g/cm³, piezoelektrični koeficijent (d₃₃) od približno 200 pC/N i niske faktore gubitaka, pokazujući odlična elektromehanička svojstva odziva.

 

Osim toga, u procesima mikro-stereolitografije, podešavanjem sadržaja čvrstih materija u suspenzijama PZT tipa (npr. 75 težinskih%) dobijena su sinterovana tijela gustine 7,35 g/cm³, postižući piezoelektričnu konstantu do 600 pC/N pod polirajućim električnim poljima. Istraživanje kompenzacije deformacije na mikrorazini značajno je poboljšalo tačnost oblikovanja, povećavajući geometrijsku preciznost do 80%.

 

Druga studija o PMN-PT piezoelektričnoj keramici otkrila je da sadržaj čvrste materije kritično utiče na strukturu keramike i električna svojstva. Pri sadržaju čvrste materije od 80 težinskih %, nusproizvodi su se lako pojavljivali u keramici; kako se sadržaj čvrste materije povećavao na 82 težinska % i više, nusproizvodi su postepeno nestajali, a keramička struktura je postajala čistija, sa značajno poboljšanim performansama. Pri 82 težinska %, keramika je pokazala optimalna električna svojstva: piezoelektričnu konstantu od 730 pC/N, relativnu permitivnost od 7226 i dielektrični gubitak od samo 0,07.

 

Ukratko, veličina čestica, sadržaj čvrstih materija i reološka svojstva keramičkih suspenzija ne samo da utiču na stabilnost i tačnost procesa štampanja, već i direktno određuju gustinu i piezoelektrični odziv sinterovanih tijela, što ih čini ključnim parametrima za postizanje visokoperformansne 3D-štampane piezoelektrične keramike.

 

LCD-SLA 3D打印BTUV样品的主要流程

Glavni proces LCD-SLA 3D štampanja BT/UV uzoraka

 

不同固含量的PMN-PT陶瓷的性能

Svojstva PMN-PT keramike s različitim sadržajem čvrstih tvari

 

IV. Sinterovanje iskri plazmom

 

Sinterovanje iskricom plazme (SPS) je napredna tehnologija sinterovanja koja koristi pulsirajuću struju i mehanički pritisak koji se istovremeno primjenjuju na prahove kako bi se postiglo brzo zgušnjavanje. U ovom procesu, struja direktno zagrijava kalup i prah, generirajući Jouleovu toplinu i plazmu, omogućavajući efikasno sinterovanje u kratkom vremenu (obično unutar 10 minuta). Brzo zagrijavanje potiče površinsku difuziju, dok iskricom uklanja adsorbovane plinove i slojeve oksida s površina praha, poboljšavajući performanse sinterovanja. Efekat elektromigracije izazvan elektromagnetnim poljima također poboljšava atomsku difuziju.

 

U poređenju sa tradicionalnim vrućim presovanjem, SPS koristi direktnije zagrijavanje, omogućavajući zgušnjavanje na nižim temperaturama, a istovremeno efikasno inhibirajući rast zrna kako bi se dobile fine i ujednačene mikrostrukture. Na primjer:

 

  • Bez aditiva, korištenjem mljevenog SiC praha kao sirovine, sinterovanjem na 2100°C i 70 MPa tokom 30 minuta dobijeni su uzorci relativne gustine 98%.
  • Sinterovanjem na 1700°C i 40 MPa tokom 10 minuta dobijen je kubni SiC sa gustinom od 98% i veličinom zrna od samo 30-50 nm.
  • Korištenjem granularnog SiC praha veličine 80 µm i sinterovanjem na 1860°C i 50 MPa tokom 5 minuta dobijena je visokoperformansna SiC keramika sa relativnom gustinom od 98,5%, Vickersovom mikrotvrdoćom od 28,5 GPa, savojnom čvrstoćom od 395 MPa i žilavošću od loma od 4,5 MPa·m^1/2.

 

Mikrostrukturna analiza je pokazala da se, kako se temperatura sinterovanja povećavala sa 1600°C na 1860°C, poroznost materijala značajno smanjivala, približavajući se punoj gustini na visokim temperaturama.

 

在不同温度下烧结的 SiC 陶瓷的微观结构: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (D) )01°C(C)01°C

Mikrostruktura SiC keramike sinterovane na različitim temperaturama: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C i (D) 1860°C

 

V. Aditivna proizvodnja

 

Aditivna proizvodnja (AM) je nedavno pokazala ogroman potencijal u izradi složenih keramičkih komponenti zahvaljujući procesu konstrukcije sloj po sloj. Za SiC keramiku razvijene su brojne AM tehnologije, uključujući mlazno nanošenje veziva (BJ), 3DP, selektivno lasersko sinterovanje (SLS), direktno pisanje tintom (DIW) i stereolitografiju (SL, DLP). Međutim, 3DP i DIW imaju nižu preciznost, dok SLS ima tendenciju da izazove termički stres i pukotine. Nasuprot tome, BJ i SL nude veće prednosti u proizvodnji visokočiste i visokoprecizne složene keramike.

 

  1. Mlazno vezivo (BJ)

 

BJ tehnologija uključuje nanošenje veziva sloj po sloj kako bi se spojni prah, nakon čega slijedi uklanjanje veziva i sinterovanje kako bi se dobio konačni keramički proizvod. Kombinacijom BJ-a s hemijskom infiltracijom pare (CVI), uspješno su pripremljene visokočiste, potpuno kristalne SiC keramike. Proces uključuje:

 

① Formiranje zelenih SiC keramičkih tijela korištenjem BJ-a.
② Zgušnjavanje putem CVI na 1000°C i 200 Torr.
③ Konačna SiC keramika imala je gustoću od 2,95 g/cm³, toplinsku provodljivost od 37 W/m·K i čvrstoću na savijanje od 297 MPa.

 

粘合剂喷射 (BJ) 打印示意图。(A) 计算机辅助设计 (CAD) 模型, (B) BJ 原理示意囟琾示意四(J)打印 SiC,(D) 通过化学气相渗透 (CVI) 实现 SiC 致密化

Shematski dijagram štampe adhezivnim mlazom (BJ). (A) Model računarski potpomognutog dizajna (CAD), (B) shematski dijagram principa BJ, (C) štampanje SiC pomoću BJ, (D) zgušnjavanje SiC hemijskom infiltracijom pare (CVI)

 

  1. Stereolitografija (SL)

 

SL je tehnologija oblikovanja keramike zasnovana na UV stvrdnjavanju s izuzetno visokom preciznošću i mogućnostima izrade složenih struktura. Ova metoda koristi fotosenzitivne keramičke suspenzije s visokim sadržajem čvrstih tvari i niskom viskoznošću za formiranje 3D keramičkih zelenih tijela putem fotopolimerizacije, nakon čega slijedi uklanjanje veziva i sinterovanje na visokoj temperaturi kako bi se dobio konačni proizvod.

 

Korištenjem suspenzije SiC s 35 vol.% pripremljena su visokokvalitetna 3D zelena tijela pod UV zračenjem od 405 nm, a zatim dodatno zgusnuta putem sagorijevanja polimera na 800°C i PIP tretmana. Rezultati su pokazali da su uzorci pripremljeni sa suspenzijom od 35 vol.% postigli relativnu gustoću od 84,8%, što je za 30% i 40% više od kontrolnih grupa.

 

Uvođenjem lipofilnog SiO₂ i fenolne epoksidne smole (PEA) za modifikaciju suspenzije, performanse fotopolimerizacije su efikasno poboljšane. Nakon sinterovanja na 1600°C tokom 4 sata, postignuta je gotovo potpuna konverzija u SiC, sa konačnim sadržajem kisika od samo 0,12%, što je omogućilo jednostepenu izradu visokočiste, složene strukture SiC keramike bez koraka prethodne oksidacije ili prethodne infiltracije.

 

打印结构及其烧结的示意图。样品在(A)25°C 下干燥、(B)1000°C )160°C下烧结后的外观

Ilustracija strukture štampanja i njenog procesa sinterovanja. Izgled uzorka nakon sušenja na (A) 25°C, pirolize na (B) 1000°C i sinterovanja na (C) 1600°C.

 

Dizajniranjem fotosenzitivnih Si₃N₄ keramičkih suspenzija za stereolitografsko 3D štampanje i primjenom procesa predsinterovanja i starenja na visokim temperaturama, pripremljene su Si₃N₄ keramike sa teoretskom gustinom od 93,3%, zateznom čvrstoćom od 279,8 MPa i savojnom čvrstoćom od 308,5–333,2 MPa. Studije su pokazale da se pod uslovima sadržaja čvrste materije od 45 vol.% i vremena ekspozicije od 10 s mogu dobiti jednoslojni zeleni materijali sa preciznošću stvrdnjavanja na nivou IT77. Proces uklanjanja veziva na niskim temperaturama sa brzinom zagrijavanja od 0,1 °C/min pomogao je u proizvodnji zelenih materijala bez pukotina.

 

Sinterovanje je ključni korak koji utiče na konačne performanse u stereolitografiji. Istraživanja pokazuju da dodavanje pomoćnih sredstava za sinterovanje može efikasno poboljšati gustinu keramike i mehanička svojstva. Korištenjem CeO₂ kao pomoćnog sredstva za sinterovanje i tehnologije sinterovanja uz pomoć električnog polja za pripremu Si₃N₄ keramike visoke gustine, utvrđeno je da se CeO₂ segregira na granicama zrna, što podstiče klizanje i zgušnjavanje po granicama zrna. Rezultirajuća keramika pokazala je tvrdoću po Vickersu od HV10/10 (1347,9 ± 2,4) i žilavost na lom od (6,57 ± 0,07) MPa·m¹/². Sa MgO–Y₂O₃ kao aditivima, homogenost keramičke mikrostrukture je poboljšana, što je značajno poboljšalo performanse. Pri ukupnom nivou dopiranja od 8 težinskih%, čvrstoća na savijanje i toplotna provodljivost dostigle su 915,54 MPa i 59,58 W·m⁻¹·K⁻¹, respektivno.

 

VI. Zaključak

 

Ukratko, visokočista silicijum karbidna (SiC) keramika, kao izvanredan inženjerski keramički materijal, pokazala je široke mogućnosti primjene u poluprovodnicima, vazduhoplovstvu i opremi za ekstremne uslove. Ovaj rad sistematski je analizirao pet tipičnih ruta pripreme za visokočistu SiC keramiku - rekristalizacijsko sinterovanje, sinterovanje bez pritiska, vruće presovanje, sinterovanje iskrom plazme i aditivna proizvodnja - sa detaljnim diskusijama o njihovim mehanizmima zgušnjavanja, optimizaciji ključnih parametara, performansama materijala i odgovarajućim prednostima i ograničenjima.

 

Očigledno je da različiti procesi imaju jedinstvene karakteristike u smislu postizanja visoke čistoće, visoke gustoće, složenih struktura i industrijske izvodljivosti. Tehnologija aditivne proizvodnje, posebno, pokazala je snažan potencijal u izradi složeno oblikovanih i prilagođenih komponenti, s prodorima u podoblastima poput stereolitografije i mlaznog nanošenja veziva, što je čini važnim smjerom razvoja za pripremu SiC keramike visoke čistoće.

 

Buduća istraživanja o pripremi SiC keramike visoke čistoće trebaju biti dublja, promovirajući prelazak s laboratorijskih na velike, visoko pouzdane inženjerske primjene, čime se pruža ključna materijalna podrška za proizvodnju vrhunske opreme i informacione tehnologije sljedeće generacije.

 

XKH je visokotehnološko preduzeće specijalizovano za istraživanje i proizvodnju visokoperformansnih keramičkih materijala. Posvećeno je pružanju prilagođenih rješenja za kupce u obliku visokočiste silicijum karbidne (SiC) keramike. Kompanija posjeduje napredne tehnologije pripreme materijala i precizne mogućnosti obrade. Njeno poslovanje obuhvata istraživanje, proizvodnju, preciznu obradu i površinsku obradu visokočiste SiC keramike, ispunjavajući stroge zahtjeve poluprovodničke, nove energije, vazduhoplovstva i drugih oblasti za visokoperformansne keramičke komponente. Koristeći zrele procese sinterovanja i tehnologije aditivne proizvodnje, možemo ponuditi kupcima uslugu na jednom mjestu, od optimizacije formule materijala, formiranja složene strukture do precizne obrade, osiguravajući da proizvodi posjeduju odlična mehanička svojstva, termičku stabilnost i otpornost na koroziju.

 

https://www.xkh-semitech.com/silicon-carbide-ceramic-tray-durable-high-performance-trays-for-thermal-and-chemical-applications-product/

 


Vrijeme objave: 30. jul 2025.