Avance nos obstáculos técnicos: a cerámica de carburo de silicio sinterizada sen presión marca o comezo dun novo progreso para a produción en masa
Un tipo de material cerámico avanzado que posúe propiedades excepcionais, como alta resistencia, alta Resistencia ao desgaste, a resistencia ás altas temperaturas e a resistencia á corrosión está a pasar do laboratorio á industrialización, o que ofrece potencial para a transformación en numerosos sectores industriais.
Recentemente, o proxecto de renovación técnica para unliña de produción anual de 600 toneladas de silicio sinterizado sen presión Cerámica de carburos, na que investiu e construíu Zhejiang Jingtao Technology Co., Ltd., entrou sen problemas na fase de produción de probas. Este progreso marca un avance significativo na produción en masa de cerámica de carburo de silicio sinterizada sen presión.
01 Que é a cerámica de carburo de silicio sinterizada sen presión?
A cerámica de carburo de silicio sinterizada sen presión é un material cerámico composto principalmente porpo de carburo de silicio ultrafino de alta pureza, con aditivos de sinterización como carburo de boro ou grafeno engadidos. Sintérase nun ambiente de gas inerte ou baleiro a temperaturas entre 1950 e 2100 °C.
A diferenza dos procesos de sinterización tradicionais que requiren presión aplicada, a tecnoloxía de sinterización sen presión consegue unha densificación case completa do produto.en condicións de presión atmosférica.
Este método ofrececustos de produción máis baixose émáis axeitado para a fabricación de compoñentes con formas complexas.
As cerámicas de carburo de silicio sinterizadas sen presión presentan características comoalta resistencia, alta resistencia ao desgaste, resistencia a altas temperaturas, resistencia á corrosión e resistencia a ácidos e álcalis, o que permite o seu uso a longo prazo en diversos entornos agresivos.
Os seus produtos sinterizados en fase sólida alcanzan unha pureza de ata o 98 % da densidade teórica, combinando unha alta condutividade térmica, unha excelente resistencia a altas temperaturas e propiedades mecánicas.
02 Atasco técnico e avances
Aínda que as cerámicas de carburo de silicio sinterizadas sen presión ofrecen un rendemento excelente, o seu proceso de fabricación enfrontouse constantemente a desafíos.
O/Adureza extremadamente alta e fraxilidade significativa da cerámica de carburo de siliciodificultan a fabricación de compoñentes estruturais complexos empregando métodos de procesamento tradicionais. Este obstáculo técnico restrinxiu gravemente a súa aplicación en equipos de alta gama.
Este proceso inhibe eficazmente a contracción por sinterización mediante a formación dun esqueleto de SiC durante a conversión do precursor, o que reduce drasticamente a taxa de contracción lineal.do 21,71% ao 6,38%.
A cerámica de SiC preparada final acadou unha densidade de 3,17 g·cm⁻³, unha resistencia á flexión de 359 MPa, un módulo elástico de 381 GPa e unha condutividade térmica de ata 165,76 W·m⁻¹·K⁻¹.
03 Ampla gama de campos de aplicación
Debido ás súas excelentes propiedades, as cerámicas de carburo de silicio sinterizadas sen presión mostraron amplas perspectivas de aplicación en múltiples campos.
Nofabricación de semicondutoresNo sector, a cerámica de carburo de silicio úsase principalmente para pezas móbiles como plataformas de obleas, guías, mandriles cerámicos e brazos en máquinas de litografía. A súa alta rixidez e baixo coeficiente de expansión térmica garanten un funcionamento estable do equipo cunha precisión de movemento a nivel nanométrico.
Nonovas enerxías fotovoltaicasNo campo, a cerámica de carburo de silicio está a substituír os materiais tradicionais de cuarzo para compoñentes portadores como soportes de barcos en fornos de difusión e equipos LPCVD, o que potencialmente aumenta a vida útilpor máis de 5 veces.
As cerámicas de carburo de silicio sinterizadas sen presión tamén son axeitadas paraselos, rolamentos, blindaxe balística, e outros campos.
A súa dureza e tenacidade á fractura determinan directamente o rendemento da protección balística. Mellorar a densificación da sinterización e empregar a sinterización composta multifásica son métodos clave para mellorar a dureza e a tenacidade á fractura das cerámicas de carburo de silicio sinterizadas sen presión.
En ambientes extremos con altas temperaturas, alta presión, forte corrosión e alto desgaste en industrias como a enxeñaría química, a farmacéutica e a metalurxia, as cerámicas de carburo de silicio sinterizadas sen presión poden servir como substitutos de alta calidade para materiais tradicionais como o grafito, o aceiro inoxidable e o tántalo metálico.
04 Perspectivas de mercado e progreso da industrialización
A medida que a tecnoloxía para a cerámica de carburo de silicio sinterizada sen presión continúa madurando, a súa escala de mercado está a expandirse gradualmente.
A investigación e o desenvolvemento actuais céntranse enmellora dos aditivos de sinterización e desenvolvemento de materiais compostospara satisfacer as necesidades de campos emerxentes como os vehículos de novas enerxías e a comunicación 5G.
Os avances na tecnoloxía cerámica de carburo de silicio sinterizado sen presión están a ofrecer novas posibilidades á fabricación de alta gama.
Desde equipos semicondutores ata novos sectores enerxéticos, desde a protección contra a corrosión química ata a protección balística, este material de alto rendemento está a converterse gradualmente nunha alternativa clave aos materiais tradicionais, aproveitando as súas vantaxes únicas.