giriiş

Silisyum karbür günümüzde en çok kullanılan gelişmiş seramik malzemelerden biridir. Etkileyici sertlik ve yüksek ısı iletkenliği, bu SiC malzemelerine olan talebin ve üretimin artmasına yol açan olağanüstü özelliklerden bazılarıdır. Son teknoloji ile, SiC tozunun basınçsız sinterlenmesi veya reaksiyonla bağlanmış bir işlemle endüstriyel olarak silisyum karbür üretebilirsiniz. Bugünkü makale size basınçsız sinterlenmiş silisyum karbür malzemeleri, özellikleri, uygulamaları ve silisyum karbür ve diğer malzemelerle nasıl karşılaştırıldıkları hakkında genel bir bakış sunacaktır. Ayrıca reaksiyon sinterlemesinin SiC üretiminin basınçsız sinterleme yöntemlerinden nasıl farklı olduğunu da öğreneceksiniz. Son olarak, basınçsız sinterlenmiş silisyum karbürün mevcut piyasa eğilimlerini göreceksiniz.

Sinterlenmiş Silisyum Karbür

Sinterlenmiş Silisyum Karbür (SSIC), yüksek saflıkta ince silisyum karbür tozunu katı bir seramik malzemeye sinterleyerek elde edebileceğiniz bir tür silisyum karbür malzemesidir. Bunu endüstriyel olarak yüksek ısı, sıcaklık ve basınç altında yapabilirsiniz. SSIC malzemeleri büyük basınç dayanımı ve sertliğe, yüksek termal iletkenliğe ve kimyasallara ve paslanmaya karşı güçlü dirence sahiptir. Yüksek boyutlu hassasiyet, yüksek sıcaklıklar ve termal kararlılık gerektiren uygulamalar bu SSIC malzemelerinin kullanımından faydalanır. Basınçsız sinterlenmiş silisyum karbür ve reaksiyon sinterlenmiş silisyum karbür, SSIC malzemelerinin başlıca varyasyonlarıdır.

Basınçsız Sinterlenmiş Silisyum Karbür Nedir?

Basınçsız sinterlenmiş silisyum karbür 1980°C - 2200°C arasındaki yüksek sıcaklıklarda ve atmosferik basınçta vakum atmosferinde ultra ince, yüksek saflıkta silisyum karbür tozunun sinterlenmesiyle üretilen bir Sinterlenmiş SiC malzeme sınıfıdır. Adından da anlaşılacağı gibi, bu malzemeleri üretmek için harici bir basınca gerek yoktur. Bazen presleme sırasında, SiC tozunu yüksek termal kararlılığa sahip katı seramik malzemelere kaynaştırmak için Alümina (Al2O3) ve Bor Karbür (B4C) gibi sinterleme katkı maddeleri kullanabilirsiniz. Basınçsız sinterleme, seramik malzemelerin çok yoğun bir gövdeye sahip olmasını sağlar çünkü üretim sırasında yoğunluk teorik yoğunluğun 95% üzerine çıkarılır.

Basınçsız Sinterlenmiş Silisyum Karbürün Özellikleri

Basınçsız Sinterlenmiş SiC malzemelerinin bazı benzersiz özellikleri şunlardır:

• Yüksek sertliğe sahiptir

• 3103K'lık yüksek bir erime noktası

• Yoğunluk 3.21g/cm³

• Korozyona ve kimyasal maddelere karşı yüksek direnç.

• 200 Wm-1k-1'in üzerinde yüksek ısı iletkenliği

• 410 GPa'ya ulaşan büyük bir elastik modül

• 1.600°C'ye kadar ulaşan yüksek sıcaklıklara dayanma kabiliyeti

• Yaklaşık 3000 MPa yüksek basınç dayanımı

• 99%'nin SiC saflık değeri

• 0.2%'den daha az gözeneklilik

• Vickers Sertliği 2.500HVO.5

• 4×10-6i°C termal genleşme katsayısı

Silisyum Karbürün Reaksiyon Sinterlemesi ve Basınçsız Sinterlemesi Arasındaki Karşılaştırma

Sinterlenmiş Silisyum Karbür malzemelerini endüstriyel olarak üretmenin iki ana yolu vardır. Bunlar: silisyum karbür malzemelerinin reaksiyon sinterlemesi ve basınçsız sinterlemesidir.

Silisyum Karbürün Reaksiyon Sinterlenmesi

Bu tür SSIC malzemesini, grafit ve alfa-SiC'nin ince parçacıklarını önceden belirlenmiş bir miktarda karıştırarak üretebilirsiniz. Daha sonra 1650°C'ye ısıtın, yüksek sıcaklıklar alfa-SiC'nin grafit gövdesindeki karbonla reaksiyona girmesini ve beta SiC oluşturmasını sağlar. Daha sonra silikon tamamen sızar ve kalan gözenekler reaksiyon sinterlenmiş SSIC malzemesi yapmak için doldurulur. Bu işlem, basınçsız SSIC malzemelerine kıyasla daha hızlıdır ve maliyeti düşürür. Düşük sinterleme sıcaklıkları Bu reaksiyon SSIC malzemelerini üretmek için gereken tek şey budur. Reaksiyon sinterleme işlemi büyük boyutlu malzemeler yapmak için etkili olsa da, üretilen malzemeler genellikle eşit bir yoğunluğa sahip değildir. Bazıları son üretimden sonra çatlar. Reaksiyon sinterleme işlemi ayrıca çevre dostu değildir. Bu reaksiyon sinterlenmiş SSIC malzemelerinin büyük gözenekliliği nedeniyle, gaz ve sıvı, basınçsız sinterlenmiş SSIC'ye kıyasla daha fazla nüfuz eder.

Silisyum Karbürün Basınçsız Sinterlenmesi

Yüksek saflıktaki, ultra ince SiC tozlarını katıya ısıtmayı içeren basınçsız Sinterleme yoluyla SSIC malzemeleri üretebilirsiniz seramik malzemeler. Bu iki şekilde yapılabilir: Katı Faz Sinterleme ve Sıvı Faz Sinterleme:

Katı Faz Sinterleme

Bu tür sinterlemede, örneğin katkı maddeleri olarak adlandırabileceğimiz iki katı çözeltiniz vardır, Bor ve Karbon. SiC arayüzünün beyin sınır enerjisini azaltmak için Bor kullanabilirsiniz, karbon ise SiC'nizin olduğu arayüzde Silisyum Dioksiti (Silika Karbür) uzaklaştırır, bu da yüzey enerjisini artırır. Katı faz Sinterlemede Alümina (Al2O3), Bor Nitrür (BN) veya Bor Karbür ve Alümina kombinasyonu gibi diğer katkı maddeleri kullanılır.

Sıvı Faz Sinterleme

Bu fazda, katkı maddesi olarak Y2O3-Al2O3 gibi farklı ötektik oksitler veya bir element kullanabilirsiniz. Bu faz düşük sıcaklıklarda daha iyi çalışır. SiC'nin yoğunlaştırılması, düşük ötektik nokta tarafından üretilen SiC parçacıklarının hareketi, difüzyon ve kütle transferi yoluyla elde edilir.

Bazı üreticiler Katı faz sinterleme yöntemine göre sıvı faz sinterleme yöntemini tercih ederler çünkü bu yöntem daha iyi termal kararlılığa sahiptir, daha az hammadde gerektirir ve üretim maliyeti daha düşüktür.

Genel olarak, silisyum karbürün basınçsız sinterlenmesi, daha yüksek saflıkta ve daha iyi yoğunlukta üstün SSIC malzemeleri verir. Bu, yüksek sıcaklıklı elektronik cihazlar üreten endüstriler veya hatta yüksek hassasiyet ve termal kararlılık gerektiren uygulamalarda kullanılabileceği anlamına gelir. Ancak, zamandan tasarruf etmek ve üretim maliyetinizi düşürmek istiyorsanız, sinterlenmiş SiC üretme reaksiyon sinterleme sürecini tercih edebilirsiniz. Bu nedenle, bu ikisinden hangisini seçeceğiniz, ne yapmak istediğinize ve uygulamanızın nasıl yapılmasını istediğinize bağlıdır.

Sinterlenmiş Silisyum Karbür ve Silisyum Karbür Arasındaki Karşılaştırma

Sinterlenmiş silisyum karbür (SSIC), ultra ince ve yüksek saflıktaki SiC parçacıklarının sert ve süper katı seramik malzemelere sinterlenmesiyle üretilen bir tür SiC seramik malzemesidir. Öte yandan Silisyum Karbür (SiC), gelişmiş seramik malzeme Silisyum ve Karbürden yapılmıştır. SiC, yapay formda, karborundum veya doğal formda, moissanit olarak bulunur. Şimdi, bu iki element (Silisyum ve karbon), yüksek teknoloji endüstrilerinde yoğun ısı altında kimyasal olarak birleştirilerek yüksek basınç dayanımı, sertlik, termal kararlılık ve korozyona ve kimyasallara karşı direnç gösteren seramik malzemeler üretilir. SiC malzemelerini çoğunlukla aşındırıcılar, seramik ısı emiciler, makine yedek parçaları, havacılık ve otomobil motor parçaları vb. gibi sert, sert yüzeyli malzemeler üretmek için kullanabilirsiniz.

SSIC malzemeler genel olarak silisyum karbür malzemelerden üstündür çünkü bu malzemeler yoğun ısıya karşı daha fazla güçlendirilmiş, gözeneklilikleri azaltılmış, elektrik ve ısı iletkenlikleri silisyum karbür bileşenlere kıyasla büyük ölçüde artırılmıştır.

Basınçsız Sinterlenmiş Silisyum Karbürün Uygulamaları

Basınçsız sinterlenmiş silisyum karbürün günümüzde çeşitli sektörlerde çok sayıda uygulaması vardır. Bunlardan bazıları şunlardır:

Üretim Sanayi

Bu yüksek performanslı basınçsız SSIC malzemelerini ağır sanayi makinalarında conta halkaları, kızak yatakları ve aşınmaya dayanıklı sert parçalar üretmek için kullanabilirsiniz.

Elektrik Endüstrisi

Günümüz elektrik endüstrisinde, mükemmel basınç dayanımı ve olumsuz koşullara dayanıklılık özellikleri nedeniyle bu SSIC seramik malzemelerini yarı iletkenler, silahlar ve topçular, yüksek sıcaklık güç elektroniği ve ekipmanları üretmek için kullanabilirsiniz.

Metalurji Endüstrisi

Basınçsız sinterlenmiş silisyum karbürü, ısının veya elektriksel iletkenliğin hızlı bir şekilde iletilmesini gerektiren metalik alet ve ekipmanların üretiminde kullanabilirsiniz. Seramik ısı emiciler, yanma nozulları, fırın astar bileşenleri vb. gibi malzemeler.

Cam endüstrisi

Pencereler, araba ön camları, yan aynalar ve optik aletler gibi camdan yapılmış malzemelerin hepsi basınçsız sinterlenmiş SiC malzemesinden yapılabilir.

Basınçsız Sinterlenmiş Silisyum Karbürün Güncel Piyasa Eğilimleri ve Piyasa Değeri

Basınçsız sinterlenmiş silisyum karbür pazarı, dünya ekonomisini kontrol ederseniz şaşırtıcı bir oranda büyüyor. Nedenini merak ediyor musunuz? Bunun nedeni, şu anda pazarın, basınçsız SSIC malzemeleri de dahil olmak üzere, silisyum karbür seramikleri ve çeşitli sınıf türleri için daha iyi bir ikameye sahip olmamasıdır.

2023 yılında, küresel basınçsız sinterlenmiş SiC pazarı $2,3 milyar değerindeydi ve $3 milyarın üzerinde büyük bir pazar büyüklüğüne sahipti. Bu nedenle yatırım yapmak istiyorsanız, Bileşik Yıllık Büyüme Oranının (CAGR) 2024-2030 belirlenen döneminde 8,5% olduğunu bilin, bu nedenle pazar değerinin 2030 yılına kadar $3,8 milyara ulaşmasını bekleyin.

Burada GGSCeramiklerSeramik ihtiyaçlarınızı karşılamak için, basınçsız sinterlenmiş silisyum karbür seramik malzemelerin en iyi karışımını uygun fiyatlarla sunuyoruz.

Sıkça Sorulan Sorular

Silisyum karbür kaç derecede sinterlenir?

Silisyum Karbür sinterleri 1950°C - 2200°C arasındaki sıcaklıklarda üretilir.

Silisyum karbür malzemelerin herhangi bir sınırlaması var mıdır?

Evet, yüksek mukavemetleri nedeniyle çok kırılgan olma eğilimindedirler ve yüksek darbeye veya mekanik şoka karşı zayıf tepki verirler.

SiC'in sertliği nedir?

Silisyum karbür malzemelerin sertliği yaklaşık 440 GPa - 490 GPa'dır. Bu, herhangi bir mekanik stres altındayken orijinal şeklini koruyabileceğini gösterir.

Çözüm

Basınçsız sinterlenmiş silisyum karbür, düşük maliyetli ancak etkili bir silisyum karbür seramik malzeme sınıfıdır. Bu iyileştirilmiş mekanik özellikler, ultra yüksek saflık, harika yoğunluk ve çeşitli sektörlerdeki çeşitli uygulamalarla, yakın gelecekte yeniliklerle kesinlikle daha yüksek seviyelere ulaşacaktır. Bu silisyum karbür malzemelerine ve ürünlerine dikkat edin.