Làm thế nào để giải quyết vấn đề vết nứt thiêu kết trong gốm sứ cacbua silic? - Chất bán dẫn VeTek

Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp hiện đại, vật liệu gốm hiệu suất cao dần trở thành vật liệu được ưa chuộng cho các ứng dụng công nghiệp quan trọng nhờ khả năng chống mài mòn tuyệt vời, chịu nhiệt độ cao và ổn định hóa học. Gốm sứ cacbua silic (SiC) có độ tinh khiết cao đã trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều lĩnh vực công nghiệp do các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo của chúng, như độ bền cao, độ cứng cao và độ dẫn nhiệt tốt. Tuy nhiên, trong quá trình chuẩn bị gốm cacbua silic, vấn đề vết nứt thiêu kết luôn là trở ngại hạn chế cải thiện hiệu suất của nó. Bài viết này sẽ tìm hiểu sâu các vấn đề về hiệu suất của vết nứt thiêu kết trong gốm sứ cacbua silic hiệu suất cao và độ tinh khiết cao và đề xuất các giải pháp.

Ⅰ. Nền tảng ứng dụng của gốm sứ cacbua silic hiệu suất cao

Gốm silicon cacbua có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, ngành công nghiệp ô tô, thiết bị năng lượng và các lĩnh vực khác. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, gốm silicon cacbua được sử dụng để sản xuất lưỡi tuabin và buồng đốt để chịu được nhiệt độ cao và môi trường oxy hóa cực cao. Trong ngành công nghiệp ô tô, gốm silicon cacbua có thể được sử dụng để sản xuất cánh quạt tăng áp để đạt được tốc độ và độ bền cao hơn. Trong thiết bị năng lượng, gốm silicon cacbua được sử dụng rộng rãi trong các thành phần chính của các lò phản ứng hạt nhân và các nhà máy năng lượng nhiên liệu hóa thạch để cải thiện hiệu quả vận hành và an toàn của thiết bị.

Ⅱ. Nguyên nhân gây ra vết nứt thiêu kết trong gốm silic cacbua

Gốm silicon cacbua dễ bị các vết nứt trong quá trình thiêu kết. Những lý do chính bao gồm các khía cạnh sau:

Tính chất bột: Kích thước hạt, diện tích bề mặt riêng và độ tinh khiết của bột cacbua silic ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thiêu kết. Bột cacbua silic hạt mịn, có độ tinh khiết cao có nhiều khả năng tạo ra cấu trúc vi mô đồng nhất trong quá trình thiêu kết, làm giảm sự xuất hiện của các vết nứt.

Áp lực đúc: Áp suất đúc có ảnh hưởng đáng kể đến mật độ và tính đồng nhất của phôi cacbua silic. Áp suất đúc quá cao hoặc quá thấp có thể gây ra sự tập trung ứng suất bên trong phôi, làm tăng nguy cơ nứt.

Nhiệt độ và thời gian thiêu kết: Nhiệt độ thiêu kết của gốm silicon cacbua thường nằm trong khoảng từ 2000 ° C đến 2400 ° C, và thời gian cách nhiệt cũng dài. Kiểm soát nhiệt độ và thời gian thiêu kết không hợp lý sẽ dẫn đến sự phát triển hạt bất thường và căng thẳng không đồng đều, do đó gây ra các vết nứt.

Tốc độ gia nhiệt và tốc độ làm mát: Gia nhiệt và làm nguội nhanh sẽ tạo ra ứng suất nhiệt bên trong phôi, dẫn đến hình thành các vết nứt. Kiểm soát hợp lý tốc độ gia nhiệt và làm mát là chìa khóa để ngăn ngừa các vết nứt.

Ⅲ. Các phương pháp cải thiện hiệu suất vết nứt thiêu kết của gốm silic cacbua

Để giải quyết vấn đề vết nứt thiêu kết trong gốm cacbua silic, có thể áp dụng các phương pháp sau:

Tiền xử lý bột: Tối ưu hóa sự phân bố kích thước hạt và diện tích bề mặt riêng của bột cacbua silic thông qua các quy trình như sấy phun và nghiền bi để cải thiện hoạt động thiêu kết của bột.

Tối ưu hóa quá trình hình thành: Sử dụng các công nghệ tạo hình tiên tiến như ép đẳng tĩnh và tạo hình trượt để cải thiện tính đồng nhất và mật độ của phôi và giảm sự tập trung ứng suất bên trong.

Kiểm soát quá trình thiêu kết: Tối ưu hóa đường cong thiêu kết, chọn nhiệt độ thiêu kết và thời gian giữ thích hợp, và kiểm soát sự phát triển của hạt và phân phối căng thẳng. Đồng thời, các quá trình áp dụng như thiêu kết phân đoạn và ấn đẳng nhiệt (hông) để giảm thêm sự xuất hiện của các vết nứt.

Thêm phụ gia: Thêm một lượng thích hợp của các nguyên tố đất hiếm hoặc các chất phụ gia oxit, chẳng hạn như oxit yttri, oxit nhôm, v.v., có thể thúc đẩy quá trình thiêu kết và cải thiện khả năng chống nứt của vật liệu.

Ⅳ.Về Nó bán dẫnGốm sứ cacbua silic

Nó bán dẫnlà nhà sản xuất và cung cấp hàng đầu các sản phẩm Gốm sứ cacbua silic tại Trung Quốc. Với danh mục mở rộng gồm các tổ hợp vật liệu Gốm sứ Silicon Carbide cấp bán dẫn, khả năng sản xuất linh kiện và dịch vụ kỹ thuật ứng dụng, chúng tôi có thể giúp bạn vượt qua những thách thức đáng kể. Các sản phẩm gốm sứ cacbua silic chính của chúng tôi bao gồmỐng quy trình sic, Thuyền wafer silicon carbide cho lò nung ngang, Mái chèo đúc hẫng silicon cacbua, Thuyền wafer silicon cacbua phủ SiCVàChất mang wafer silicon nguyên chất cao. Gốm sứ cacbua silic siêu tinh khiết của VeTek Semiconductor thường được sử dụng trong toàn bộ chu trình sản xuất và xử lý chất bán dẫn. VeTek Semiconductor là đối tác sáng tạo của bạn trong lĩnh vực xử lý chất bán dẫn.