Как решить проблему спекания трещин в карбидокремниевой керамике? - Полупроводник ВеТек

В области современного промышленного производства высокопроизводительные керамические материалы постепенно становятся предпочтительными материалами для ключевых промышленных применений из-за их превосходной износостойкости, высокотемпературной стойкости и химической стабильности. Керамика с высокой точкой кремния (SIC) стала идеальным выбором для многих промышленных областей из-за их уникальных физических и химических свойств, таких как высокая прочность, высокая твердость и хорошая теплопроводность. Тем не менее, в процессе приготовления кремниевой карбидной керамики проблема спекающих трещин всегда была узким местом, ограничивающим его улучшение производительности. В этой статье подробно рассмотрены проблемы с производительностью спекания трещин в высокопроизводительной и высокочислительной кремниевой карбидной керамике и предлагают решения.

Ⅰ. Предыстория применения высокоэффективной керамики из карбида кремния

Керамика из карбида кремния имеет широкие перспективы применения в аэрокосмической, автомобильной промышленности, энергетическом оборудовании и других областях. В аэрокосмической области кремниевая карбид -керамика используется для изготовления турбинных лопастей и камеров сгорания для выдержания сильных высоких температур и окислительной среды. В автомобильной промышленности керамика из карбида кремния может использоваться для производства роторов турбокомпрессора для достижения более высоких скоростей и долговечности. В энергетическом оборудовании кремниевая карбид -керамика широко используется в ключевых компонентах ядерных реакторов и электростанций ископаемого топлива для повышения эффективности работы и безопасности оборудования.

Ⅱ. Причины спекания трещин в карбидокремниевой керамике

Керамика из карбида кремния склонна к растрескиванию в процессе спекания. К основным причинам можно отнести следующие аспекты:

Порошковые свойства: Размер частиц, удельная площадь поверхности и чистота карбид -порошка кремния непосредственно влияет на процесс спекания. Порошок карбида с низкой точкой, мелкопартийной карбиды, скорее всего, образует равномерную микроструктуру во время процесса спекания, уменьшая возникновение трещин.

Давление формования: Давление формования оказывает существенное влияние на плотность и однородность заготовки из карбида кремния. Слишком высокое или слишком низкое давление формования может привести к концентрации напряжений внутри заготовки, увеличивая риск образования трещин.

Температура и время спекания: Температура спекания керамики из карбида кремния обычно составляет от 2000°C до 2400°C, а время изоляции также велико. Необоснованный контроль температуры и времени спекания приведет к ненормальному росту зерен и неравномерному напряжению, что приведет к образованию трещин.

Скорость нагрева и скорость охлаждения: Быстрое отопление и охлаждение будут вызывать тепловое напряжение внутри заготовки, что приведет к образованию трещин. Разумный контроль над нагреванием и скоростью охлаждения является ключом к предотвращению трещин.

Ⅲ. Методы улучшения характеристик трещин при спекании карбидокремниевой керамики

Для решения проблемы спекания трещин в карбидокремниевой керамике можно использовать следующие методы:

Предварительная обработка порошка: Оптимизируйте распределение частиц по размерам и удельная площадь поверхности порошка карбида кремния через такие процессы, как высыхание аэрозоля и шаровое измельчение, чтобы улучшить активность порошка.

Формирование оптимизации процесса: использовать передовые технологии формования, такие как изостатическое прессование и скользящее формование, для улучшения однородности и плотности заготовки и снижения концентрации внутренних напряжений.

Управление процессом спекания: Оптимизируйте кривую спекания, выберите подходящую температуру спекания и время выдержки, а также контролируйте рост зерна и распределение напряжений. В то же время используйте такие процессы, как сегментированное спекание и горячее изостатическое прессование (HIP), чтобы еще больше уменьшить возникновение трещин.

Добавление добавок: Добавление соответствующих количеств редкоземельных элементов или оксидных добавок, таких как оксид иттрия, оксид алюминия и т. Д., Может способствовать уплотнению спекания и улучшить сопротивление трещин материала.

Ⅳ.О Это полупроводникКерамика из карбида кремния

Vetek Semiconductor является ведущим производителем и поставщиком продуктов из карбида кремния в Китае. Благодаря нашему обширному портфелю из полупроводникового класса кремниевого карбида карбида, комбинаций материалов, компонентов производства и инженерных услуг приложений, мы можем помочь вам преодолеть серьезные проблемы. Наши основные продукты из керамики из карбида кремния включают в себяТехнологическая трубка SiC, Вафельная лодочка из карбида кремния для горизонтальной печи, Кремниевое карбид кантиля, SIC, покрытый кремниевым карбидом, лодка пластиныиНоситель пластин из карбида кремния высокой чистоты. Керамика из ультрачинного кремния Vetek Semiconductor часто используется на протяжении всего цикла производства и обработки полупроводников.