Kamajuan dina Téhnologi Persiapan Keramik Silikon Karbida Kamurnian Luhur

Keramik silikon karbida (SiC) kamurnian luhur parantos muncul salaku bahan anu idéal pikeun komponén kritis dina industri semikonduktor, aerospace, sareng kimia kusabab konduktivitas termal anu luar biasa, stabilitas kimia, sareng kakuatan mékanisna. Kalayan ningkatna paménta pikeun alat keramik kinerja tinggi sareng polusi rendah, pamekaran téknologi persiapan anu efisien sareng tiasa diskalakeun pikeun keramik SiC kamurnian luhur parantos janten fokus panalungtikan global. Makalah ieu sacara sistematis marios metode persiapan utama ayeuna pikeun keramik SiC kamurnian luhur, kalebet sintering rekristalisasi, sintering tanpa tekanan (PS), hot pressing (HP), sintering plasma percikan (SPS), sareng manufaktur aditif (AM), kalayan penekanan kana ngabahas mékanisme sintering, parameter konci, sipat bahan, sareng tantangan anu aya dina unggal prosés.


SiC陶瓷在军事和工程领域的应用

Aplikasi keramik SiC dina widang militer sareng rékayasa

Ayeuna, komponén keramik SiC anu kualitasna luhur seueur dianggo dina alat-alat manufaktur wafer silikon, anu ilubiung dina prosés inti sapertos oksidasi, litografi, etsa, sareng implantasi ion. Kalayan kamajuan téknologi wafer, ningkatna ukuran wafer parantos janten tren anu signifikan. Ukuran wafer umum ayeuna nyaéta 300 mm, ngahontal kasaimbangan anu saé antara biaya sareng kapasitas produksi. Nanging, didorong ku Hukum Moore, produksi massal wafer 450 mm parantos aya dina agenda. Wafer anu langkung ageung biasana meryogikeun kakuatan struktural anu langkung luhur pikeun nolak bengkok sareng deformasi, anu langkung ngadorong paménta anu ningkat pikeun komponén keramik SiC anu ukuranana ageung, kakuatanana luhur, sareng kualitasna luhur. Dina sababaraha taun ka pengker, manufaktur aditif (percetakan 3D), salaku téknologi prototipe gancang anu henteu meryogikeun cetakan, parantos nunjukkeun poténsi anu luar biasa dina fabrikasi bagian keramik SiC anu terstruktur kompléks kusabab konstruksi lapis-demi-lapisan sareng kamampuan desain anu fleksibel, anu narik perhatian anu lega.

Makalah ieu bakal sacara sistematis nganalisis lima metode persiapan anu representatif pikeun keramik SiC kamurnian tinggi—sintering rekristalisasi, sintering tanpa tekanan, pengepresan panas, sintering plasma percikan, sareng manufaktur aditif—fokus kana mékanisme sinteringna, strategi optimasi prosés, karakteristik kinerja bahan, sareng prospek aplikasi industri.

 

高纯碳化硅需求成分

Sarat bahan baku silikon karbida kamurnian luhur

 

I. Sintering Rekristalisasi

 

Silikon karbida anu direkristalisasi (RSiC) nyaéta bahan SiC anu mibanda kamurnian luhur anu disiapkeun tanpa bantuan sintering dina suhu luhur 2100–2500°C. Saprak Fredriksson mimiti manggihan fénoména rekristalisasi dina ahir abad ka-19, RSiC parantos narik perhatian anu signifikan kusabab wates butirna anu bersih sareng henteuna fase sareng pangotor kaca. Dina suhu luhur, SiC nunjukkeun tekanan uap anu kawilang luhur, sareng mékanisme sinteringna utamina ngalibatkeun prosés penguapan-kondensasi: butir-butir anu lemes nguap sareng neundeun deui dina permukaan butir anu langkung ageung, ningkatkeun kamekaran beuheung sareng beungkeutan langsung antara butir, sahingga ningkatkeun kakuatan bahan.

 

Dina taun 1990, Kriegesmann nyiapkeun RSiC kalayan kapadetan relatif 79,1% nganggo slip casting dina suhu 2200°C, kalayan penampang nunjukkeun mikrostruktur anu diwangun ku butiran kasar sareng pori-pori. Salajengna, Yi et al. nganggo gel casting pikeun nyiapkeun awak héjo sareng disinter dina suhu 2450°C, kéngingkeun keramik RSiC kalayan kapadetan bulk 2,53 g/cm³ sareng kakuatan fléksibel 55,4 MPa.

 

RSiC 的 SEM 断裂表面

Beungeut retakan SEM tina RSiC

 

Dibandingkeun sareng SiC anu padet, RSiC ngagaduhan kapadetan anu langkung handap (sakitar 2,5 g/cm³) sareng sakitar 20% porositas kabuka, ngawatesan kinerjana dina aplikasi kakuatan anu luhur. Ku alatan éta, ningkatkeun kapadetan sareng sipat mékanis RSiC parantos janten fokus panalungtikan konci. Sung et al. ngusulkeun nyusupkeun silikon cair kana campuran karbon/β-SiC sareng ngarekristalisasi dina suhu 2200°C, suksés ngawangun struktur jaringan anu diwangun ku butiran kasar α-SiC. RSiC anu dihasilkeun ngahontal kapadetan 2,7 g/cm³ sareng kakuatan fléksibel 134 MPa, ngajaga stabilitas mékanis anu saé dina suhu anu luhur.

 

Pikeun ningkatkeun kapadetan, Guo et al. nganggo téknologi infiltrasi sareng pirolisis polimér (PIP) pikeun sababaraha perlakuan RSiC. Ngagunakeun larutan PCS/xilena sareng bubur SiC/PCS/xilena salaku infiltrat, saatos 3–6 siklus PIP, kapadetan RSiC ningkat sacara signifikan (dugi ka 2,90 g/cm³), sareng kakuatan fléksina. Salaku tambahan, aranjeunna ngajukeun strategi siklik anu ngagabungkeun PIP sareng rekristalisasi: pirolisis dina suhu 1400°C dituturkeun ku rekristalisasi dina suhu 2400°C, anu sacara efektif ngabersihkeun sumbatan partikel sareng ngirangan porositas. Bahan RSiC ahir ngahontal kapadetan 2,99 g/cm³ sareng kakuatan fléksina 162,3 MPa, nunjukkeun kinerja komprehensif anu luar biasa.

 

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:初始 RSiC第一第、 PIP-重结晶循环后 (B) 和第三次循环后 (C)

Gambar SEM tina évolusi mikrostruktur RSiC anu dipoles saatos siklus impregnasi polimér sareng pirolisis (PIP)-rekristalisasi: RSiC awal (A), saatos siklus PIP-rekristalisasi munggaran (B), sareng saatos siklus katilu (C)

 

II. Sintering Tanpa Tekanan

 

Keramik silikon karbida (SiC) anu disinter tanpa tekanan biasana disiapkeun nganggo bubuk SiC ultrahalus anu kualitasna luhur salaku bahan baku, kalayan sakedik alat bantu sintering anu ditambahkeun, teras disinter dina atmosfir inert atanapi vakum dina suhu 1800–2150°C. Métode ieu cocog pikeun ngahasilkeun komponén keramik ukuran ageung sareng struktur anu rumit. Nanging, kumargi SiC utamina kabeungkeut sacara kovalén, koéfisién difusi mandiri na handap pisan, ngajantenkeun densifikasi hésé tanpa alat bantu sintering.

 

Dumasar kana mékanisme sintering, sintering tanpa tekanan tiasa dibagi kana dua kategori: sintering fase cair tanpa tekanan (PLS-SiC) sareng sintering solid-state tanpa tekanan (PSS-SiC).

 

1.1 PLS-SiC (Sintering Fase Cair)

 

PLS-SiC biasana disinter di handap 2000°C ku cara nambahkeun kira-kira 10 wt.% tina alat bantu sintering eutektik (sapertos Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, sareng oksida bumi langka RE₂O₃) pikeun ngabentuk fase cair, ngamajukeun pangaturan ulang partikel sareng transfer massa pikeun ngahontal densifikasi. Prosés ieu cocog pikeun keramik SiC kelas industri, tapi teu acan aya laporan ngeunaan SiC kamurnian tinggi anu kahontal ngalangkungan sintering fase cair.

 

1.2 PSS-SiC (Sintering Kaayaan Padet)

 

PSS-SiC ngalibatkeun densifikasi solid-state dina suhu di luhur 2000°C kalayan sakitar 1 wt.% aditif. Prosés ieu utamina ngandelkeun difusi atom sareng pangaturan ulang butir anu didorong ku suhu anu luhur pikeun ngirangan énergi permukaan sareng ngahontal densifikasi. Sistem BC (boron-karbon) mangrupikeun kombinasi aditif umum, anu tiasa nurunkeun énergi wates butir sareng miceun SiO₂ tina permukaan SiC. Nanging, aditif BC tradisional sering ngenalkeun pangotor sésa, ngirangan kamurnian SiC.

 

Ku cara ngontrol eusi aditif (B 0,4 wt.%, C 1,8 wt.%) sareng sintering dina suhu 2150°C salami 0,5 jam, keramik SiC kamurnian luhur kalayan kamurnian 99,6 wt.% sareng kapadetan relatif 98,4% diala. Mikrostruktur nunjukkeun butiran kolom (sababaraha ngaleuwihan 450 µm panjangna), kalayan pori-pori minor dina wates butiran sareng partikel grafit di jero butiran. Keramik nunjukkeun kakuatan fléksibel 443 ± 27 MPa, modulus élastis 420 ± 1 GPa, sareng koéfisién ékspansi termal 3,84 × 10⁻⁶ K⁻¹ dina kisaran suhu kamar dugi ka 600°C, nunjukkeun kinerja sakabéhna anu saé.

 

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

Mikrostruktur PSS-SiC: (A) gambar SEM saatos dipoles sareng diétsa NaOH; (BD) gambar BSD saatos dipoles sareng diétsa

 

III. Sintering Pencét Panas

 

Sintering panas (HP) nyaéta téknik densifikasi anu sacara babarengan nerapkeun panas sareng tekanan uniaxial kana bahan bubuk dina kaayaan suhu luhur sareng tekanan luhur. Tekanan luhur sacara signifikan ngahalangan formasi pori sareng ngawatesan kamekaran butir, sedengkeun suhu luhur ngamajukeun fusi butir sareng formasi struktur padet, anu pamustunganana ngahasilkeun keramik SiC kapadetan luhur sareng kemurnian luhur. Kusabab sifat arah tina pres, prosés ieu condong ngainduksi anisotropi butir, mangaruhan sipat mékanis sareng aus.

 

Keramik SiC murni hésé dipadatkan tanpa aditif, sahingga merlukeun sintering tekanan ultra luhur. Nadeau et al. hasil nyiapkeun SiC padet pinuh tanpa aditif dina suhu 2500°C sareng 5000 MPa; Sun et al. kéngingkeun bahan curah β-SiC kalayan karasa Vickers dugi ka 41,5 GPa dina 25 GPa sareng 1400°C. Ngagunakeun tekanan 4 GPa, keramik SiC kalayan kapadetan relatif sakitar 98% sareng 99%, karasa 35 GPa, sareng modulus élastis 450 GPa disiapkeun dina suhu 1500°C sareng 1900°C. Bubuk SiC ukuran mikron sintering dina 5 GPa sareng 1500°C ngahasilkeun keramik kalayan karasa 31,3 GPa sareng kapadetan relatif 98,4%.

 

Sanaos hasil ieu nunjukkeun yén tekanan ultra luhur tiasa ngahontal densifikasi bébas aditif, kompleksitas sareng biaya anu luhur tina alat anu diperyogikeun ngawatesan aplikasi industri. Ku alatan éta, dina persiapan praktis, aditif renik atanapi granulasi bubuk sering dianggo pikeun ningkatkeun gaya pendorong sintering.

 

Ku cara nambahkeun résin fenolik 4 wt.% salaku aditif sareng sintering dina suhu 2350°C sareng 50 MPa, keramik SiC kalayan laju densifikasi 92% sareng kamurnian 99,998% diala. Ngagunakeun jumlah aditif anu handap (asam borat sareng D-fruktosa) sareng sintering dina suhu 2050°C sareng 40 MPa, SiC kamurnian luhur kalayan kapadetan relatif >99,5% sareng eusi B sésa ngan ukur 556 ppm disiapkeun. Gambar SEM nunjukkeun yén, dibandingkeun sareng sampel anu disinter tanpa tekanan, sampel anu dipencet panas ngagaduhan butiran anu langkung alit, pori-pori anu langkung sakedik, sareng kapadetan anu langkung luhur. Kakuatan fléksibel nyaéta 453,7 ± 44,9 MPa, sareng modulus élastis ngahontal 444,3 ± 1,1 GPa.

 

Ku cara manjangkeun waktos nahan dina suhu 1900°C, ukuran butir ningkat tina 1,5 μm janten 1,8 μm, sareng konduktivitas termal ningkat tina 155 janten 167 W·m⁻¹·K⁻¹, bari ogé ningkatkeun résistansi korosi plasma.

 

Dina kaayaan 1850°C sareng 30 MPa, pengepresan panas sareng pengepresan panas gancang tina bubuk SiC granulasi sareng anil ngahasilkeun keramik β-SiC anu padet pisan tanpa aditif, kalayan kapadetan 3,2 g/cm³ sareng suhu sintering 150–200°C langkung handap tibatan prosés tradisional. Keramik nunjukkeun karasa 2729 GPa, kateguhan patah 5,25–5,30 MPa·m^1/2, sareng résistansi mumbul anu saé (laju mumbul 9,9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ sareng 3,8 × 10⁻⁹ s⁻¹ dina 1400°C/1450°C sareng 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) Gambar SEM tina permukaan anu dipoles; (B) Gambar SEM tina permukaan retakan; (C, D) Gambar BSD tina permukaan anu dipoles

 

Dina panalungtikan percetakan 3D pikeun keramik piezoelektrik, bubur keramik, salaku faktor inti anu mangaruhan pembentukan sareng kinerja, parantos janten fokus konci di domestik sareng internasional. Panilitian ayeuna sacara umum nunjukkeun yén parameter sapertos ukuran partikel bubuk, viskositas bubur, sareng eusi padet mangaruhan sacara signifikan kualitas pembentukan sareng sipat piezoelektrik tina produk ahir.

 

Panalungtikan mendakan yén bubur keramik anu disiapkeun nganggo bubuk barium titanat ukuran mikron, submikron, sareng nano nunjukkeun béda anu signifikan dina prosés stereolitografi (contona, LCD-SLA). Nalika ukuran partikel nurun, viskositas bubur ningkat sacara signifikan, kalayan bubuk ukuran nano ngahasilkeun bubur kalayan viskositas anu ngahontal milyaran mPa·s. Bubur kalayan bubuk ukuran mikron rentan ka delaminasi sareng pengelupasan nalika nyetak, sedengkeun bubuk submikron sareng ukuran nano nunjukkeun paripolah ngabentuk anu langkung stabil. Saatos sintering suhu luhur, sampel keramik anu dihasilkeun ngahontal kapadetan 5,44 g/cm³, koefisien piezoelektrik (d₃₃) sakitar 200 pC/N, sareng faktor karugian anu handap, nunjukkeun sipat réspon éléktromékanis anu saé.

 

Salian ti éta, dina prosés mikro-stereolithografi, nyaluyukeun eusi padet bubur tipe PZT (misalna, 75 wt.%) ngahasilkeun awak sinter kalayan kapadetan 7,35 g/cm³, ngahontal konstanta piezoelektrik dugi ka 600 pC/N dina medan listrik poling. Panalungtikan ngeunaan kompensasi deformasi skala mikro sacara signifikan ningkatkeun akurasi pembentukan, ningkatkeun presisi géométri dugi ka 80%.

 

Panilitian séjén ngeunaan keramik piezoelektrik PMN-PT ngungkabkeun yén eusi padet mangaruhan pisan kana struktur keramik sareng sipat listrikna. Dina eusi padet 80 wt.%, produk sampingan gampang muncul dina keramik; nalika eusi padet ningkat janten 82 wt.% sareng langkung, produk sampingan laun-laun ngaleungit, sareng struktur keramik janten langkung murni, kalayan kinerja anu ningkat sacara signifikan. Dina 82 wt.%, keramik nunjukkeun sipat listrik anu optimal: konstanta piezoelektrik 730 pC/N, permitivitas relatif 7226, sareng leungitna dielektrik ngan ukur 0,07.

 

Singkatna, ukuran partikel, eusi padet, sareng sipat reologis bubur keramik henteu ngan ukur mangaruhan stabilitas sareng akurasi prosés percetakan tapi ogé sacara langsung nangtukeun kapadetan sareng réspon piezoelektrik tina awak sinter, jantenkeun éta parameter konci pikeun ngahontal keramik piezoelektrik anu dicitak 3D kalayan kinerja tinggi.

 

LCD-SLA 3D打印BTUV样品的主要流程

Prosés utama percetakan 3D LCD-SLA pikeun sampel BT/UV

 

不同固含量的PMN-PT陶瓷的性能

Sipat keramik PMN-PT kalayan eusi padet anu béda-béda

 

IV. Sintering Plasma Percikan

 

Sintering plasma spark (SPS) nyaéta téknologi sintering canggih anu ngamangpaatkeun arus pulsa sareng tekanan mékanis anu diterapkeun sacara simultan kana bubuk pikeun ngahontal densifikasi anu gancang. Dina prosés ieu, arus langsung manaskeun kapang sareng bubuk, ngahasilkeun panas Joule sareng plasma, ngamungkinkeun sintering anu efisien dina waktos anu singget (biasana dina 10 menit). Pemanasan gancang ningkatkeun difusi permukaan, sedengkeun pelepasan percikan ngabantosan miceun gas anu diserep sareng lapisan oksida tina permukaan bubuk, ningkatkeun kinerja sintering. Éfék éléktromigrasi anu diinduksi ku médan éléktromagnétik ogé ningkatkeun difusi atom.

 

Dibandingkeun sareng pengepresan panas tradisional, SPS langkung seueur nganggo pemanasan langsung, ngamungkinkeun densifikasi dina suhu anu langkung handap bari sacara efektif ngahalangan kamekaran butir pikeun kéngingkeun mikrostruktur anu lemes sareng seragam. Salaku conto:

 

  • Tanpa aditif, nganggo bubuk SiC anu digiling salaku bahan baku, sintering dina suhu 2100°C sareng 70 MPa salami 30 menit ngahasilkeun sampel kalayan kapadetan relatif 98%.
  • Sintering dina suhu 1700°C sareng 40 MPa salami 10 menit ngahasilkeun SiC kubik kalayan kapadetan 98% sareng ukuran butir ngan ukur 30–50 nm.
  • Ngagunakeun bubuk SiC granular 80 µm sareng sintering dina suhu 1860°C sareng 50 MPa salami 5 menit ngahasilkeun keramik SiC kinerja tinggi kalayan kapadetan relatif 98,5%, kekerasan mikro Vickers 28,5 GPa, kakuatan fléksibel 395 MPa, sareng kateguhan retakan 4,5 MPa·m^1/2.

 

Analisis mikrostruktural nunjukkeun yén nalika suhu sintering ningkat ti 1600°C dugi ka 1860°C, porositas bahan turun sacara signifikan, ampir pinuh dina suhu anu luhur.

 

在不同温度下烧结的 SiC 陶瓷的微观结构:(A)1600°C,(B)1700°C,(C)1790°C )1790°C 和

Mikrostruktur keramik SiC anu disinter dina suhu anu béda-béda: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C sareng (D) 1860°C

 

V. Manufaktur Aditif

 

Manufaktur aditif (AM) nembe nunjukkeun poténsi anu luar biasa dina ngadamel komponén keramik anu rumit kusabab prosés konstruksi lapis-demi-lapisanna. Pikeun keramik SiC, sababaraha téknologi AM parantos dikembangkeun, kalebet binder jetting (BJ), 3DP, selective laser sintering (SLS), direct ink writing (DIW), sareng stereolithography (SL, DLP). Nanging, 3DP sareng DIW gaduh presisi anu langkung handap, sedengkeun SLS condong nimbulkeun setrés termal sareng retakan. Sabalikna, BJ sareng SL nawiskeun kaunggulan anu langkung ageung dina ngahasilkeun keramik kompleks anu kualitasna luhur sareng presisi tinggi.

 

  1. Pangjetting Pangiket (BJ)

 

Téhnologi BJ ngalibatkeun nyemprot lapisan demi lapisan bubuk pangiket kana beungkeut, dituturkeun ku debinding sareng sintering pikeun kéngingkeun produk keramik ahir. Ngagabungkeun BJ sareng infiltrasi uap kimia (CVI), keramik SiC kristalin pinuh kalayan kemurnian tinggi parantos hasil disiapkeun. Prosésna kalebet:

 

① Ngabentuk badan héjo keramik SiC nganggo BJ.
② Padetifikasi via CVI dina suhu 1000°C sareng 200 Torr.
③ Keramik SiC pamungkas miboga kapadetan 2,95 g/cm³, konduktivitas termal 37 W/m·K, sareng kakuatan fléksibel 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 原理示意囀 ,(CAD) SiC,(D) 通过化学气相渗透 (CVI) 实现 SiC 致密化

Diagram skematis percetakan adhesive jet (BJ). (A) Modél desain dibantuan komputer (CAD), (B) diagram skematis prinsip BJ, (C) percetakan SiC ku BJ, (D) densifikasi SiC ku infiltrasi uap kimia (CVI)

 

  1. Stereolitografi (SL)

 

SL nyaéta téknologi ngabentuk keramik dumasar kana pangubaran UV kalayan presisi anu luhur pisan sareng kamampuan fabrikasi struktur anu rumit. Métode ieu nganggo bubur keramik fotosénsitip kalayan eusi padet anu luhur sareng viskositas anu handap pikeun ngabentuk awak héjo keramik 3D ngalangkungan fotopolimerisasi, dituturkeun ku debinding sareng sintering suhu luhur pikeun kéngingkeun produk ahir.

 

Ngagunakeun bubur SiC 35 vol.%, awak héjo 3D kualitas luhur disiapkeun dina iradiasi UV 405 nm sareng salajengna dipadatkan ngalangkungan pembakaran polimér dina suhu 800°C sareng perlakuan PIP. Hasilna nunjukkeun yén sampel anu disiapkeun nganggo bubur 35 vol.% ngahontal kapadetan relatif 84,8%, ngaleuwihan kelompok kontrol 30% sareng 40%.

 

Ku cara ngenalkeun SiO₂ lipofilik sareng résin époksi fenolik (PEA) pikeun ngarobih bubur, kinerja fotopolimerisasi ningkat sacara efektif. Saatos sintering dina suhu 1600°C salami 4 jam, konvérsi ampir lengkep kana SiC kahontal, kalayan kandungan oksigén ahir ngan ukur 0,12%, anu ngamungkinkeun fabrikasi hiji léngkah keramik SiC anu terstruktur kompléks sareng mibanda kemurnian tinggi tanpa léngkah pra-oksidasi atanapi pra-infiltrasi.

 

打印结构及其烧结的示意图。样品在(A)25°C 下干燥、(B)1000°C 下热解和(6C0°C)下烧结后的外观

Ilustrasi struktur percetakan sareng prosés sinteringna. Penampilan sampel saatos dikeringkeun dina (A) 25°C, pirolisis dina (B) 1000°C, sareng sintering dina (C) 1600°C.

 

Ku cara ngarancang bubur keramik Si₃N₄ fotosénsitip pikeun percetakan 3D stereolitografi sareng nganggo prosés debinding-presintering sareng prosés sepuh suhu luhur, keramik Si₃N₄ kalayan kapadetan téoritis 93,3%, kakuatan tarik 279,8 MPa, sareng kakuatan fléksibel 308,5–333,2 MPa disiapkeun. Panilitian mendakan yén dina kaayaan eusi padet 45 vol.% sareng waktos paparan 10 detik, awak héjo lapisan tunggal kalayan presisi pangubaran tingkat IT77 tiasa diala. Prosés debinding suhu handap kalayan laju pemanasan 0,1 °C/mnt ngabantosan ngahasilkeun awak héjo anu bébas retakan.

 

Sintering mangrupikeun léngkah konci anu mangaruhan kinerja ahir dina stereolithografi. Panalungtikan nunjukkeun yén nambihan alat bantu sintering tiasa sacara efektif ningkatkeun kapadetan keramik sareng sipat mékanis. Ngagunakeun CeO₂ salaku alat bantu sintering sareng téknologi sintering anu dibantuan medan listrik pikeun nyiapkeun keramik Si₃N₄ kapadetan luhur, CeO₂ kapendak misah dina wates butir, ngamajukeun geseran wates butir sareng densifikasi. Keramik anu dihasilkeun nunjukkeun karasana Vickers HV10/10 (1347,9 ± 2,4) sareng kateguhan retakan (6,57 ± 0,07) MPa·m¹/². Kalayan MgO–Y₂O₃ salaku aditif, homogenitas mikrostruktur keramik ningkat, ningkatkeun kinerja sacara signifikan. Dina tingkat doping total 8 wt.%, kakuatan fléksibel sareng konduktivitas termal ngahontal 915,54 MPa sareng 59,58 W·m⁻¹·K⁻¹, masing-masing.

 

VI. Kacindekan

 

Singkatna, keramik silikon karbida (SiC) kamurnian luhur, salaku bahan keramik rékayasa anu luar biasa, parantos nunjukkeun prospek aplikasi anu lega dina semikonduktor, aerospace, sareng peralatan kaayaan ekstrim. Makalah ieu sacara sistematis nganalisis lima rute persiapan khas pikeun keramik SiC kamurnian luhur—sintering rekristalisasi, sintering tanpa tekanan, pengepresan panas, sintering plasma percikan, sareng manufaktur aditif—kalayan diskusi lengkep ngeunaan mékanisme densifikasi, optimasi parameter konci, kinerja bahan, sareng kaunggulan sareng watesan masing-masing.

 

Jelas pisan yén prosés anu béda-béda masing-masing gaduh ciri anu unik dina hal ngahontal kamurnian anu luhur, kapadetan anu luhur, struktur anu kompléks, sareng kalayakan industri. Téknologi manufaktur aditif, khususna, parantos nunjukkeun poténsi anu kuat dina ngadamel komponén anu bentukna kompléks sareng khusus, kalayan kamajuan dina subwidang sapertos stereolitografi sareng binder jetting, jantenkeun éta arah pamekaran anu penting pikeun persiapan keramik SiC kamurnian anu luhur.

 

Panalungtikan ka hareup ngeunaan persiapan keramik SiC kalayan kemurnian tinggi kedah diteliti langkung jero, ngamajukeun transisi tina skala laboratorium ka aplikasi rékayasa skala ageung anu tiasa dipercaya, sahingga nyayogikeun dukungan bahan anu penting pikeun manufaktur peralatan canggih sareng téknologi inpormasi generasi salajengna.

 

XKH nyaéta perusahaan téknologi tinggi anu khusus dina panalungtikan sareng produksi bahan keramik kinerja tinggi. Perusahaan ieu dikhususkeun pikeun nyayogikeun solusi khusus pikeun para nasabah dina bentuk keramik silikon karbida (SiC) anu kualitasna luhur. Perusahaan ieu ngagaduhan téknologi persiapan bahan anu canggih sareng kamampuan pamrosésan anu tepat. Bisnisna ngawengku panalungtikan, produksi, pamrosésan anu tepat, sareng perawatan permukaan keramik SiC anu kualitasna luhur, nyumponan sarat anu ketat pikeun semikonduktor, énergi énggal, aerospace sareng widang sanésna pikeun komponén keramik kinerja tinggi. Ngamangpaatkeun prosés sintering anu dewasa sareng téknologi manufaktur aditif, kami tiasa nawiskeun jasa hiji eureun ka para nasabah ti mimiti optimasi rumus bahan, formasi struktur anu rumit dugi ka pamrosésan anu tepat, mastikeun yén produkna ngagaduhan sipat mékanis anu saé, stabilitas termal sareng résistansi korosi.

 

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

 


Waktos posting: 30-Jul-2025