Como resolver o problema de fissuras de sinterização em cerâmicas de carboneto de silício? - Semicondutor VeTek

No campo da fabricação industrial moderna, os materiais cerâmicos de alto desempenho se tornaram gradualmente os materiais preferidos para aplicações industriais importantes devido à sua excelente resistência ao desgaste, resistência a alta temperatura e estabilidade química. A cerâmica de carboneto de silício de alta pureza (SIC) tornou-se a escolha ideal para muitos campos industriais devido às suas propriedades físicas e químicas únicas, como alta resistência, alta dureza e boa condutividade térmica. No entanto, no processo de preparação da cerâmica de carboneto de silício, o problema das rachaduras de sinterização sempre foi um gargalo restringindo sua melhoria de desempenho. Este artigo explorará profundamente os problemas de desempenho das rachaduras de sinterização em cerâmica de carboneto de silício de alto desempenho e alta pureza e propõem soluções.

Ⅰ. Fundo de aplicação de cerâmica de carboneto de silício de alto desempenho

A cerâmica de carboneto de silício possui amplas perspectivas de aplicação na indústria aeroespacial, automotiva, equipamentos energéticos e outros campos. No campo aeroespacial, a cerâmica de carboneto de silício é usada para fabricar lâminas de turbinas e câmaras de combustão para suportar temperaturas extremas e altas e ambientes oxidantes. Na indústria automotiva, a cerâmica de carboneto de silício pode ser usada para fabricar rotores de turbocompressores para obter velocidades e durabilidade mais altas. Em equipamentos energéticos, a cerâmica de carboneto de silício é amplamente utilizada nos principais componentes dos reatores nucleares e usinas de combustível fóssil para melhorar a eficiência operacional e a segurança dos equipamentos.

Ⅱ. Causas de fissuras de sinterização em cerâmicas de carboneto de silício

A cerâmica de carboneto de silício é propensa a rachaduras durante o processo de sinterização. Os principais motivos incluem os seguintes aspectos:

Propriedades do pó: O tamanho das partículas, a área de superfície específica e a pureza do pó de carboneto de silício afetam diretamente o processo de sinterização. O pó de carboneto de silício de alta pureza e partículas finas tem maior probabilidade de produzir uma microestrutura uniforme durante o processo de sinterização, reduzindo a ocorrência de rachaduras.

Pressão de moldagem: A pressão de moldagem tem um efeito significativo na densidade e uniformidade da peça bruta de carboneto de silício. Pressão de moldagem muito alta ou muito baixa pode causar concentração de tensão dentro da peça bruta, aumentando o risco de rachaduras.

Temperatura e tempo de sinterização: A temperatura de sinterização da cerâmica de carboneto de silício é geralmente entre 2000 ° C e 2400 ° C, e o tempo de isolamento também é longo. A temperatura de sinterização irracional e o controle de tempo levarão ao crescimento anormal dos grãos e ao estresse desigual, causando rachaduras.

Taxa de aquecimento e taxa de resfriamento: O aquecimento e o resfriamento rápidos produzirão tensão térmica no interior da peça bruta, levando à formação de rachaduras. O controle razoável das taxas de aquecimento e resfriamento é a chave para evitar rachaduras.

Ⅲ. Métodos para melhorar o desempenho de sinterização de fissuras de cerâmicas de carboneto de silício

Para resolver o problema de fissuras de sinterização em cerâmicas de carboneto de silício, os seguintes métodos podem ser adotados:

Pré -tratamento em pó: Otimize a distribuição do tamanho das partículas e a área superficial específica do pó de carboneto de silício por meio de processos como secagem por pulverização e moagem de bolas para melhorar a atividade de sinterização do pó.

Formação de otimização do processo: Use tecnologias de conformação avançadas, como prensagem isostática e conformação por deslizamento, para melhorar a uniformidade e a densidade da peça bruta e reduzir a concentração de tensão interna.

Controle do processo de sinterização: Otimize a curva de sinterização, selecione a temperatura de sinterização apropriada e o tempo de retenção e controle o crescimento dos grãos e a distribuição do estresse. Ao mesmo tempo, adote processos como sinterização segmentada e prensagem isostática quente (quadril) para reduzir ainda mais a ocorrência de rachaduras.

Adicionando aditivos: A adição de quantidades adequadas de elementos de terras raras ou aditivos de óxido, como óxido de ítrio, óxido de alumínio, etc., pode promover a densificação da sinterização e melhorar a resistência à trinca do material.

Ⅳ.Sobre É semicondutorCerâmica de Carboneto de Silício

O vetek semicondutor é um fabricante líder e fornecedor de produtos de cerâmica de carboneto de silício na China. Com nosso extenso portfólio de combinações de materiais de cerâmica de cerâmica de carboneto de silício de grau semicondutor, recursos de fabricação de componentes e serviços de engenharia de aplicativos, podemos ajudá-lo a superar desafios significativos. Nossos principais produtos de cerâmica de carboneto de silício incluemTubo de Processo SiC, Barco de bolacha de carboneto de silício para forno horizontal, Silício carboneto cantilever paddle, Barco de wafer de carboneto de silício revestido com SiCeTransportador de wafer de carboneto de silício de alta pureza. A cerâmica de carboneto de silício ultrapura da VeTek Semiconductor é freqüentemente usada em todo o ciclo de fabricação e processamento de semicondutores. A VeTek Semiconductor é seu parceiro inovador na área de processamento de semicondutores.