A nagy tisztaságú szilícium-karbid (SiC) kerámiák ideális anyagként jelentek meg a félvezető-, repülőgép- és vegyipar kritikus alkatrészeihez kivételes hővezető képességük, kémiai stabilitásuk és mechanikai szilárdságuk miatt. A nagy teljesítményű, alacsony szennyezésű kerámiaeszközök iránti növekvő igényekkel a nagy tisztaságú SiC kerámiák hatékony és skálázható előkészítési technológiáinak fejlesztése globális kutatási fókuszba került. Ez a cikk szisztematikusan áttekinti a nagy tisztaságú SiC kerámiák jelenlegi főbb előkészítési módszereit, beleértve az átkristályosításos szinterelést, a nyomásmentes szinterelést (PS), a melegsajtolást (HP), a szikra-plazma szinterelést (SPS) és az additív gyártást (AM), különös hangsúlyt fektetve a szinterelési mechanizmusok, a kulcsfontosságú paraméterek, az anyagtulajdonságok és az egyes folyamatok meglévő kihívásainak tárgyalására.
SiC kerámiák alkalmazása katonai és mérnöki területeken
Jelenleg a nagy tisztaságú SiC kerámia alkatrészeket széles körben használják a szilícium ostyagyártó berendezésekben, olyan alapvető folyamatokban, mint az oxidáció, a litográfia, a maratás és az ionimplantáció. A ostyatechnológia fejlődésével a ostyaméretek növelése jelentős trenddé vált. A jelenlegi fő ostyaméret 300 mm, ami jó egyensúlyt teremt a költségek és a termelési kapacitás között. Moore törvénye miatt azonban a 450 mm-es ostyák tömeggyártása már napirenden van. A nagyobb ostyák jellemzően nagyobb szerkezeti szilárdságot igényelnek a vetemedés és a deformáció ellenállásához, ami tovább növeli a nagy méretű, nagy szilárdságú, nagy tisztaságú SiC kerámia alkatrészek iránti növekvő keresletet. Az elmúlt években az additív gyártás (3D nyomtatás), mint egy gyors prototípus-készítési technológia, amely nem igényel öntőformákat, óriási potenciált mutatott a komplex szerkezetű SiC kerámia alkatrészek gyártásában a rétegenkénti felépítésének és rugalmas tervezési képességeinek köszönhetően, széles körű figyelmet keltve.
Ez a tanulmány szisztematikusan elemzi a nagy tisztaságú SiC kerámiák öt reprezentatív előállítási módszerét – az átkristályosításos szinterelést, a nyomásmentes szinterelést, a melegsajtolást, a szikra-plazma szinterelést és az additív gyártást –, különös tekintettel a szinterelési mechanizmusaikra, a folyamatoptimalizálási stratégiákra, az anyagjellemzőkre és az ipari alkalmazási lehetőségekre.
Nagy tisztaságú szilícium-karbid alapanyagkövetelmények
I. Átkristályosítás Szinterezés
Az átkristályosított szilícium-karbid (RSiC) egy nagy tisztaságú SiC anyag, amelyet szinterelési segédanyagok nélkül, 2100–2500 °C magas hőmérsékleten állítanak elő. Amióta Fredriksson először felfedezte az átkristályosodási jelenséget a 19. század végén, az RSiC jelentős figyelmet kapott tiszta szemcsehatárai, valamint az üvegfázisok és szennyeződések hiánya miatt. Magas hőmérsékleten a SiC viszonylag magas gőznyomást mutat, és szinterelési mechanizmusa elsősorban egy párolgási-kondenzációs folyamatot foglal magában: a finom szemcsék elpárolognak és újra lerakódnak a nagyobb szemcsék felületén, elősegítve a nyaknövekedést és a szemcsék közötti közvetlen kötést, ezáltal növelve az anyag szilárdságát.
1990-ben Kriegesmann 2200 °C-on öntéssel állított elő 79,1%-os relatív sűrűségű RSiC-t, amelynek keresztmetszete durva szemcsékből és pórusokból álló mikroszerkezetet mutatott. Ezt követően Yi és munkatársai gélöntéssel nyers testeket állítottak elő, amelyeket 2450 °C-on szintereztek, így 2,53 g/cm³ testsűrűségű és 55,4 MPa hajlítószilárdságú RSiC kerámiákat kaptak.
Az RSiC SEM törésfelülete
A sűrű SiC-hez képest az RSiC alacsonyabb sűrűségű (körülbelül 2,5 g/cm³) és körülbelül 20%-os nyitott porozitással rendelkezik, ami korlátozza a teljesítményét nagy szilárdságú alkalmazásokban. Ezért az RSiC sűrűségének és mechanikai tulajdonságainak javítása kulcsfontosságú kutatási irányulttá vált. Sung és munkatársai azt javasolták, hogy az olvadt szilíciumot szén/β-SiC vegyes tömörítményekbe szivárogtassák be, és 2200 °C-on átkristályosítsák, sikeresen létrehozva egy α-SiC durva szemcsékből álló hálózati struktúrát. A kapott RSiC 2,7 g/cm³ sűrűséget és 134 MPa hajlítószilárdságot ért el, kiváló mechanikai stabilitást biztosítva magas hőmérsékleten.
A sűrűség további növelése érdekében Guo és munkatársai polimer infiltrációs és pirolízis (PIP) technológiát alkalmaztak az RSiC többszöri kezeléséhez. PCS/xilol oldatokat és SiC/PCS/xilol szuszpenziókat használva infiltrálószerként, 3-6 PIP ciklus után az RSiC sűrűsége jelentősen javult (akár 2,90 g/cm³-re), valamint hajlítószilárdsága is nőtt. Ezenkívül egy ciklikus stratégiát javasoltak, amely a PIP-t és az átkristályosítást kombinálja: pirolízis 1400 °C-on, majd átkristályosítás 2400 °C-on, ami hatékonyan eltávolítja a részecske eltömődéseket és csökkenti a porozitást. A végső RSiC anyag 2,99 g/cm³ sűrűséget és 162,3 MPa hajlítószilárdságot ért el, ami kiemelkedő átfogó teljesítményt mutat.
A polírozott RSiC mikroszerkezetének SEM-felvételei polimer impregnálás és pirolízis (PIP)-átkristályosítási ciklusok után: Kezdeti RSiC (A), az első PIP-átkristályosítási ciklus után (B) és a harmadik ciklus után (C)
II. Nyomásmentes szinterezés
A nyomásmentesen szinterezett szilícium-karbid (SiC) kerámiákat jellemzően nagy tisztaságú, ultrafinom SiC por alapanyagból állítják elő, kis mennyiségű szinterezőszer hozzáadásával, majd inert atmoszférában vagy vákuumban 1800–2150 °C-on szinterelik. Ez a módszer alkalmas nagy méretű és összetett szerkezetű kerámia alkatrészek előállítására. Mivel azonban a SiC elsősorban kovalens kötéssel kapcsolódik össze, öndiffúziós együtthatója rendkívül alacsony, ami megnehezíti a tömörítést szinterezőszer nélkül.
A szinterelési mechanizmus alapján a nyomásmentes szinterelés két kategóriába sorolható: nyomásmentes folyadékfázisú szinterelés (PLS-SiC) és nyomásmentes szilárd fázisú szinterelés (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (folyadékfázisú szinterezés)
A PLS-SiC-t jellemzően 2000°C alatt szinterelik körülbelül 10 tömeg% eutektikus szinterelési segédanyag (például Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂ és ritkaföldfém-oxidok RE₂O₃) hozzáadásával, hogy folyékony fázist képezzenek, elősegítve a részecskék átrendeződését és a tömegátadást a tömörödés elérése érdekében. Ez az eljárás alkalmas ipari minőségű SiC kerámiákhoz, de folyadékfázisú szintereléssel elért nagy tisztaságú SiC-ról még nem számoltak be.
1.2 PSS-SiC (szilárdtest szinterezés)
A PSS-SiC szilárd fázisú tömörítést alkalmaz 2000 °C feletti hőmérsékleten, körülbelül 1 tömeg% adalékanyag hozzáadásával. Ez a folyamat főként az atomdiffúzión és a magas hőmérséklet által vezérelt szemcseátrendeződésen alapul, hogy csökkentse a felületi energiát és elérje a tömörítést. A BC (bór-szén) rendszer egy gyakori adalékkombináció, amely csökkentheti a szemcsehatár-energiát és eltávolíthatja a SiO₂-t a SiC felületéről. A hagyományos BC adalékanyagok azonban gyakran maradék szennyeződéseket vezetnek be, csökkentve a SiC tisztaságát.
Az adalékanyag-tartalom szabályozásával (B 0,4 tömeg%, C 1,8 tömeg%) és 2150°C-on 0,5 órán át történő szintereléssel nagy tisztaságú, 99,6 tömeg% tisztaságú és 98,4%-os relatív sűrűségű SiC kerámiákat kaptunk. A mikroszerkezet oszlopos szemcséket mutatott (némelyik meghaladta a 450 µm-t), kisebb pórusokkal a szemcsehatárokon és grafitrészecskékkel a szemcsékben. A kerámiák 443 ± 27 MPa hajlítószilárdságot, 420 ± 1 GPa rugalmassági modulust és 3,84 × 10⁻⁶ K⁻¹ hőtágulási együtthatót mutattak szobahőmérséklet és 600°C közötti tartományban, ami kiváló összteljesítményt mutat.
PSS-SiC mikroszerkezete: (A) SEM kép polírozás és NaOH maratás után; (BD) BSD képek polírozás és maratás után
III. Meleg sajtolás és szinterezés
A melegsajtolásos (HP) szinterezés egy tömörítési technika, amely egyszerre alkalmaz hőt és egytengelyű nyomást por állagú anyagokra magas hőmérsékleti és nagy nyomású körülmények között. A nagy nyomás jelentősen gátolja a pórusképződést és korlátozza a szemcsék növekedését, míg a magas hőmérséklet elősegíti a szemcsék összeolvadását és sűrű szerkezetek kialakulását, ami végső soron nagy sűrűségű, nagy tisztaságú SiC kerámiákat eredményez. A préselés irányított jellege miatt ez a folyamat szemcseanizotrópiát okoz, ami befolyásolja a mechanikai és kopási tulajdonságokat.
A tiszta SiC kerámiákat nehéz adalékanyagok nélkül tömöríteni, ehhez ultra nagynyomású szinterezésre van szükség. Nadeau és munkatársai sikeresen állítottak elő teljesen tömör SiC-t adalékanyagok nélkül 2500 °C-on és 5000 MPa-on; Sun és munkatársai akár 41,5 GPa Vickers-keménységű β-SiC tömbanyagokat kaptak 25 GPa-n és 1400 °C-on. 4 GPa nyomáson körülbelül 98% és 99% relatív sűrűségű, 35 GPa keménységű és 450 GPa rugalmassági modulusú SiC kerámiákat állítottak elő 1500 °C-on, illetve 1900 °C-on. Mikron méretű SiC por szinterelése 5 GPa-n és 1500 °C-on 31,3 GPa keménységű és 98,4% relatív sűrűségű kerámiákat eredményezett.
Bár ezek az eredmények azt mutatják, hogy az ultra nagy nyomás adalékmentes sűrítést tesz lehetővé, a szükséges berendezések bonyolultsága és magas költsége korlátozza az ipari alkalmazásokat. Ezért a gyakorlati előkészítés során gyakran nyomnyi adalékanyagokat vagy porgranulátumot használnak a szinterelési hajtóerő fokozására.
4 tömeg% fenolgyanta adalékanyagként való hozzáadásával és 2350°C-on és 50 MPa nyomáson történő szintereléssel 92%-os tömörödési sebességű és 99,998%-os tisztaságú SiC kerámiákat kaptunk. Alacsony adalékanyag-mennyiségek (bórsav és D-fruktóz) hozzáadásával és 2050°C-on és 40 MPa nyomáson történő szintereléssel nagy tisztaságú SiC-t állítottunk elő, amelynek relatív sűrűsége >99,5%, és a maradék B-tartalma mindössze 556 ppm volt. Az SEM képek azt mutatták, hogy a nyomásmentesen szinterezett mintákhoz képest a melegen préselt minták kisebb szemcsékkel, kevesebb pórussal és nagyobb sűrűséggel rendelkeztek. A hajlítószilárdság 453,7 ± 44,9 MPa, a rugalmassági modulus pedig elérte a 444,3 ± 1,1 GPa értéket.
Az 1900°C-on történő tartási idő meghosszabbításával a szemcseméret 1,5 μm-ről 1,8 μm-re nőtt, a hővezető képesség pedig 155-ről 167 W·m⁻¹·K⁻¹-re javult, miközben a plazmakorrózióval szembeni ellenállás is fokozódott.
1850 °C-on és 30 MPa nyomáson a granulált és lágyított SiC por melegsajtolásával és gyors melegsajtolásával teljesen tömör, adalékanyagok nélküli β-SiC kerámiákat kaptunk, 3,2 g/cm³ sűrűséggel és 150–200 °C-kal alacsonyabb szinterelési hőmérséklettel, mint a hagyományos eljárásoknál. A kerámiák 2729 GPa keménységet, 5,25–5,30 MPa·m^1/2 törési szívósságot és kiváló kúszási szilárdságot (9,9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ és 3,8 × 10⁻⁹ s⁻¹ kúszási sebességet mutattak 1400 °C/1450 °C-on és 100 MPa nyomáson).
(A) A polírozott felület pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) képe; (B) A törésfelület pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) képe; (C, D) A polírozott felület BSD képe
A piezoelektromos kerámiákkal kapcsolatos 3D nyomtatási kutatásokban a kerámia zagy, mint az alakítást és a teljesítményt befolyásoló fő tényező, kulcsfontosságú fókuszba került mind belföldön, mind nemzetközi szinten. A jelenlegi tanulmányok általában azt mutatják, hogy az olyan paraméterek, mint a por részecskemérete, az zagy viszkozitása és a szilárdanyag-tartalom jelentősen befolyásolják a végtermék alakíthatósági minőségét és piezoelektromos tulajdonságait.
Kutatások kimutatták, hogy a mikron-, szubmikron- és nanoméretű bárium-titanát porokból készült kerámia iszapok jelentős különbségeket mutatnak a sztereolitográfiai (pl. LCD-SLA) eljárásokban. A részecskeméret csökkenésével az iszap viszkozitása jelentősen növekszik, a nanoméretű porok viszkozitása eléri a milliárd mPa·s-t. A mikronméretű porokat tartalmazó iszapok hajlamosak a delaminációra és a hámlásra nyomtatás közben, míg a szubmikron- és nanoméretű porok stabilabb alakítási viselkedést mutatnak. Magas hőmérsékletű szinterezés után a kapott kerámia minták 5,44 g/cm³ sűrűséget, körülbelül 200 pC/N piezoelektromos együtthatót (d₃₃) és alacsony veszteségtényezőt értek el, kiváló elektromechanikai választulajdonságokat mutatva.
Ezenkívül a mikro-sztereolitográfiai eljárásokban a PZT-típusú szuszpenziók szilárdanyag-tartalmának beállításával (pl. 75 tömeg%) 7,35 g/cm³ sűrűségű szinterezett testeket kaptunk, amelyek akár 600 pC/N piezoelektromos állandót is elértek poling elektromos mezők alatt. A mikroméretű deformációkompenzációval kapcsolatos kutatások jelentősen javították az alakítási pontosságot, akár 80%-kal növelve a geometriai pontosságot.
Egy másik, a PMN-PT piezoelektromos kerámiákkal foglalkozó tanulmány kimutatta, hogy a szilárdanyag-tartalom kritikusan befolyásolja a kerámia szerkezetét és elektromos tulajdonságait. 80 tömeg% szilárdanyag-tartalom mellett a melléktermékek könnyen megjelentek a kerámiában; ahogy a szilárdanyag-tartalom 82 tömeg%-ra vagy afele nőtt, a melléktermékek fokozatosan eltűntek, és a kerámia szerkezet tisztábbá vált, jelentősen javuló teljesítménnyel. 82 tömeg%-nál a kerámiák optimális elektromos tulajdonságokat mutattak: 730 pC/N piezoelektromos állandó, 7226 relatív permittivitás és mindössze 0,07 dielektromos veszteség.
Összefoglalva, a kerámia szuszpenziók részecskemérete, szilárdanyag-tartalma és reológiai tulajdonságai nemcsak a nyomtatási folyamat stabilitását és pontosságát befolyásolják, hanem közvetlenül meghatározzák a szinterezett testek sűrűségét és piezoelektromos válaszát is, így kulcsfontosságú paraméterek a nagy teljesítményű 3D-nyomtatott piezoelektromos kerámiák előállításához.
A BT/UV minták LCD-SLA 3D nyomtatásának fő folyamata
Különböző szilárdanyag-tartalmú PMN-PT kerámiák tulajdonságai
IV. Szikra-plazma szinterelés
A szikra-plazma szinterezés (SPS) egy fejlett szinterelési technológia, amely impulzusáramot és mechanikai nyomást alkalmaz egyidejűleg a porokon a gyors tömörítés elérése érdekében. Ebben a folyamatban az áram közvetlenül melegíti a formát és a port, Joule-hőt és plazmát generálva, lehetővé téve a hatékony szinterezést rövid idő alatt (jellemzően 10 percen belül). A gyors melegítés elősegíti a felületi diffúziót, míg a szikra-kisülés segít eltávolítani az adszorbeált gázokat és oxidrétegeket a por felületéről, javítva a szinterelési teljesítményt. Az elektromágneses mezők által indukált elektromigrációs hatás szintén fokozza az atomdiffúziót.
A hagyományos melegsajtolással összehasonlítva az SPS közvetlenebb melegítést alkalmaz, lehetővé téve az alacsonyabb hőmérsékleten történő tömörítést, miközben hatékonyan gátolja a szemcsenövekedést, így finom és egyenletes mikroszerkezeteket kapunk. Például:
- Adalékanyagok nélkül, őrölt SiC port használva alapanyagként, 2100°C-on és 70 MPa nyomáson 30 percig szinterezve, 98%-os relatív sűrűségű mintákat kaptunk.
- 1700 °C-on és 40 MPa nyomáson 10 percig végzett szinterezés 98%-os sűrűségű és mindössze 30–50 nm szemcseméretű köbös SiC-t eredményezett.
- 80 µm szemcsés SiC por felhasználásával és 1860°C-on és 50 MPa nyomáson 5 percig tartó szintereléssel nagy teljesítményű SiC kerámiákat kaptunk, amelyek relatív sűrűsége 98,5%, Vickers-mikrokeménysége 28,5 GPa, hajlítószilárdsága 395 MPa és törési szívóssága 4,5 MPa·m^1/2 volt.
A mikroszerkezeti elemzés kimutatta, hogy a szinterelési hőmérséklet 1600°C-ról 1860°C-ra emelkedésével az anyag porozitása jelentősen csökkent, magas hőmérsékleten megközelítve a teljes sűrűséget.
Különböző hőmérsékleteken szinterezett SiC kerámiák mikroszerkezete: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C és (D) 1860°C
V. Additív gyártás
Az additív gyártás (AM) a közelmúltban hatalmas potenciált mutatott az összetett kerámia alkatrészek gyártásában a rétegenkénti gyártási folyamatnak köszönhetően. A SiC kerámiák esetében számos additív gyártási technológiát fejlesztettek ki, beleértve a kötőanyag-sugaras eljárást (BJ), a 3DP-t, a szelektív lézeres szinterezést (SLS), a közvetlen tintaírást (DIW) és a sztereolitográfiát (SL, DLP). A 3DP és a DIW azonban alacsonyabb pontossággal rendelkezik, míg az SLS hajlamos hőfeszültséget és repedéseket okozni. Ezzel szemben a BJ és az SL nagyobb előnyöket kínál a nagy tisztaságú, nagy pontosságú összetett kerámiák előállításában.
- Kötőanyag-szórás (BJ)
A BJ technológia magában foglalja a kötőanyag rétegenkénti permetezését a kötőporra, majd a kötőanyag eltávolítását és szinterelését a végső kerámiatermék előállításához. A BJ és a kémiai gőzinfiltráció (CVI) kombinációjával sikeresen előállítottak nagy tisztaságú, teljesen kristályos SiC kerámiákat. A folyamat a következőket tartalmazza:
① SiC kerámia zöld testek formázása BJ segítségével.
② Sűrítés CVI-vel 1000 °C-on és 200 Torr nyomáson.
③ A végső SiC kerámia sűrűsége 2,95 g/cm³, hővezető képessége 37 W/m·K, hajlítószilárdsága pedig 297 MPa volt.
A ragasztósugaras (BJ) nyomtatás vázlatos rajza. (A) Számítógéppel segített tervezés (CAD) modell, (B) a BJ elv vázlatos rajza, (C) SiC nyomtatása BJ-vel, (D) SiC tömörítése kémiai gőzinfiltrációval (CVI)
- Sztereolitográfia (SL)
Az SL egy UV-keményedésen alapuló kerámiaformázási technológia, amely rendkívül nagy pontossággal és komplex szerkezetgyártási képességekkel rendelkezik. Ez a módszer fényérzékeny, magas szilárdanyag-tartalmú és alacsony viszkozitású kerámiaszuszpenziókat használ 3D kerámia zöld testek előállítására fotopolimerizációval, majd kötőanyag-eltávolítással és magas hőmérsékletű szintereléssel a végtermék előállításához.
35 térfogatszázalékos SiC-szuszpenzió felhasználásával kiváló minőségű 3D zöld testeket készítettek 405 nm-es UV-besugárzással, majd 800 °C-on polimer kiégetéssel és PIP-kezeléssel tovább tömörítették. Az eredmények azt mutatták, hogy a 35 térfogatszázalékos szuszpenzióval előkészített minták 84,8%-os relatív sűrűséget értek el, felülmúlva a 30%-os és 40%-os kontrollcsoportokat.
A zagy módosítására lipofil SiO₂ és fenol-epoxigyanta (PEA) hozzáadásával a fotopolimerizációs teljesítmény jelentősen javult. 1600°C-on 4 órán át tartó szinterezés után közel teljes SiC-vé alakulás történt, mindössze 0,12% végső oxigéntartalommal, ami lehetővé tette a nagy tisztaságú, komplex szerkezetű SiC kerámiák egylépéses előállítását előoxidációs vagy előinfiltrációs lépések nélkül.
A nyomtatási szerkezet és szinterelési folyamatának illusztrációja. A minta megjelenése (A) 25°C-on történő szárítás, (B) 1000°C-on történő pirolízis és (C) 1600°C-on történő szinterezés után.
Sztereolitográfiai 3D nyomtatáshoz használható fényérzékeny Si₃N₄ kerámia iszapok tervezésével, valamint kötőanyag-eltávolító-előszinterelő és magas hőmérsékletű öregítési eljárások alkalmazásával 93,3%-os elméleti sűrűségű, 279,8 MPa szakítószilárdságú és 308,5–333,2 MPa hajlítószilárdságú Si₃N₄ kerámiákat állítottak elő. Tanulmányok kimutatták, hogy 45 térfogatszázalék szilárdanyag-tartalom és 10 másodperces expozíciós idő mellett IT77-es szintű kikeményedési pontosságú, egyrétegű zöld testek állíthatók elő. Az alacsony hőmérsékletű kötőanyag-eltávolító eljárás 0,1 °C/perc fűtési sebességgel repedésmentes zöld testek előállításához vezetett.
A szinterezés kulcsfontosságú lépés, amely befolyásolja a végső teljesítményt a sztereolitográfiában. A kutatások azt mutatják, hogy a szinterelési segédanyagok hozzáadása hatékonyan javíthatja a kerámia sűrűségét és mechanikai tulajdonságait. A CeO₂ szinterelési segédanyagként való alkalmazásával és elektromos térrel segített szinterelési technológiával nagy sűrűségű Si₃N₄ kerámiák előállításánál a CeO₂ a szemcsehatárokon szegregálódik, elősegítve a szemcsehatárok csúszását és tömörödését. A kapott kerámiák HV10/10 (1347,9 ± 2,4) Vickers-keménységet és (6,57 ± 0,07) MPa·m¹/² törési szívósságot mutattak. Az MgO–Y₂O₃ adalékanyagokkal javult a kerámia mikroszerkezetének homogenitása, ami jelentősen javította a teljesítményt. 8 tömeg% teljes adalékolási szint mellett a hajlítószilárdság és a hővezető képesség elérték a 915,54 MPa-t, illetve az 59,58 W·m⁻¹·K⁻¹ értéket.
VI. Következtetés
Összefoglalva, a nagy tisztaságú szilícium-karbid (SiC) kerámiák, mint kiemelkedő mérnöki kerámiaanyag, széleskörű alkalmazási lehetőségeket mutatnak a félvezetőkben, a repülőgépiparban és a szélsőséges körülmények között működő berendezésekben. Ez a tanulmány szisztematikusan elemezte a nagy tisztaságú SiC kerámiák öt tipikus előállítási módját – átkristályosításos szinterelés, nyomásmentes szinterelés, melegsajtolás, szikra-plazma szinterelés és additív gyártás –, részletesen tárgyalva azok tömörítési mechanizmusait, a főbb paraméterek optimalizálását, az anyagteljesítményt, valamint a vonatkozó előnyöket és korlátokat.
Nyilvánvaló, hogy a különböző eljárások mindegyike egyedi jellemzőkkel rendelkezik a nagy tisztaság, a nagy sűrűség, az összetett szerkezetek és az ipari megvalósíthatóság tekintetében. Az additív gyártástechnológia különösen nagy potenciált mutatott az összetett alakú és egyedi alkatrészek gyártásában, áttörést jelentve olyan részterületeken, mint a sztereolitográfia és a kötőanyag-szórás, így fontos fejlesztési irány a nagy tisztaságú SiC kerámia előállításában.
A nagy tisztaságú SiC kerámia előállításával kapcsolatos jövőbeli kutatásoknak mélyebbre kell ásniuk, elősegítve az átmenetet a laboratóriumi léptékről a nagyméretű, rendkívül megbízható mérnöki alkalmazásokra, ezáltal kritikus anyagtámogatást nyújtva a csúcskategóriás berendezések gyártásához és a következő generációs információs technológiákhoz.
Az XKH egy csúcstechnológiás vállalat, amely nagy teljesítményű kerámiaanyagok kutatására és gyártására specializálódott. Elkötelezett amellett, hogy testreszabott megoldásokat kínáljon ügyfeleinek nagy tisztaságú szilícium-karbid (SiC) kerámiák formájában. A vállalat fejlett anyag-előkészítési technológiákkal és precíz feldolgozási képességekkel rendelkezik. Üzleti tevékenysége magában foglalja a nagy tisztaságú SiC kerámiák kutatását, gyártását, precíz feldolgozását és felületkezelését, megfelelve a félvezetők, az új energia, a repülőgépipar és más területek nagy teljesítményű kerámia alkatrészekre vonatkozó szigorú követelményeinek. Kihasználva az érett szinterelési folyamatokat és az additív gyártási technológiákat, egyablakos szolgáltatást kínálunk ügyfeleinknek az anyagképlet-optimalizálástól az összetett szerkezetkialakításon át a precíz feldolgozásig, biztosítva, hogy a termékek kiváló mechanikai tulajdonságokkal, hőstabilitással és korrózióállósággal rendelkezzenek.
Közzététel ideje: 2025. július 30.