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烧结碳化硅:您应该了解的一切

发布日期:2025-05-07 17:18:20

介绍

的重要性 碳化硅(SiC)陶瓷材料 对当今世界的影响不容小觑。由于其实用性和卓越的机械性能,碳化硅是最受关注的先进陶瓷材料之一。如今,几乎每家工程公司和高科技行业都以不同方式使用碳化硅材料。得益于最新技术,制造商发现烧结碳化硅可以帮助获得经济高效的高品质碳化硅。

烧结碳化硅粉末及成品烧结碳化硅陶瓷

在今天的文章中,您将了解 无压烧结碳化硅 类型。您还将了解碳化硅反应烧结和无压烧结的区别。最后,您将了解烧结碳化硅的当前国际市场趋势和市场价值。


烧结碳化硅的特性

工业上,烧结碳化硅是通过烧结纯SiC粉末并在高达2,100°C的温度下加热而制成的。经过适当的加热和加工后,SiC粉末熔合形成致密坚硬的陶瓷材料。硼等非氧化物烧结助剂在提高碳化硅硬度的过程中至关重要。未来,SSiC材料主要有两种等级:反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅。

各种烧结碳化硅陶瓷部件,展示不同的形状和应用

烧结碳化硅 (SSiC) 材料因其类似于碳化硅的改进版本而日益受到欢迎。其原因在于,SSiC 材料通常具有卓越的机械性能和耐用性。这是因为它们经历了涉及极端温度和加热的进一步工业工艺。此外,它们还具有更高的密度、纯度和性能水平,以及强大的耐腐蚀、耐化学腐蚀和耐磨损性能。

烧结碳化硅的特性

烧结碳化硅的一些优异性能包括:

 

  • 低热膨胀系数

  • 抗压强度和硬度高。

  • 低孔隙率

  • 纯SiC含量高。

  • 高熔点

  • 即使在高温下也保持稳定。

  • 具有很强的抗腐蚀、耐磨和抗撕裂能力。

  • 优良的导热性和抗热震性。

  • 耐用耐火材料

烧结碳化硅的应用

由于烧结碳化硅具有令人兴奋的特性,您可以将其用于各种应用,包括:

 

  • 生产陶瓷散热器。

  • 生产陶瓷轴承。

  • 军用车辆和防弹背心

  • 窑炉衬板生产

  • 制造涡轮机部件

  • 生产优质 碳化硅半导体。

  • 生产阀门的球体、阀座和衬套。


碳化硅无压烧结与反应烧结的比较

烧结碳化硅的工业生产有两种不同的烧结方式。这两种方式分别是:碳化硅反应烧结和碳化硅无压烧结。让我们简要地了解一下这两种方式。

碳化硅的反应烧结

如果用于烧结碳化硅,这种方法非常简单。只需在约 1,650°C 的低温下加热碳和碳化硅粉末的混合物即可。确保混合物具有足够的孔隙度,以便液态硅能够渗入孔隙。烧结(加热)过程中,反应就在这里发生。您会注意到,刚刚倒入的液态硅与碳发生反应,并生成过量的烧结致密碳化硅。

反应烧结碳化硅陶瓷元件

 

这是一个高能耗的工艺,但正如您刚刚读到的,该工艺也非常快速简便。它更适合大规模生产烧结碳化硅材料。这些是它相对于碳化硅无压烧结的一些主要优势。然而,反应烧结生产的大部分材料通常密度不够,无法承受极高的温度。由于它们的多孔性质,在机械应力下很容易破裂,因此不能过于依赖它们。

 

反应烧结碳化硅产品仍可用于航空航天和工程工业中的各种独特用途和应用。

碳化硅无压烧结

这种烧结碳化硅的方法不需要向 高纯碳化硅 粉末供您使用。可以使用温度在 2,100°C 至 2,200°C 之间的真空炉来实现这种无压烧结。只需在真空中加热碳化硅粉末,直至粉末熔合形成非常致密的多晶陶瓷板。熔合过程会经过固态扩散阶段,颗粒由此形成颈部。

 

无压烧结碳化硅工艺可帮助您生产出高质量、高性价比的烧结碳化硅。与反应烧结碳化硅工艺相比,它具有诸多独特优势。这些优势包括:

  • 由于不需要外部压力来烧结碳化硅粉末,因此降低了生产成本。

  • 无压烧结碳化硅可以帮助您生产您选择的任何类型的复杂形状的陶瓷材料。

  • 采用无压烧结碳化硅方法可以帮助您避免加工过程中模具的限制。

  • 无压烧结碳化硅可以帮助您生产具有耐高温和抗弯强度的优质 SSiC 材料。

 

反应烧结可节省您的时间并降低生产成本,而无压烧结则可以为您提供纯净、优质的SSiC。因此,您可以综合考虑这些因素,并根据产品规格和预期效果做出选择。


无压烧结碳化硅的性能

事实证明,在工业生产中制造这种无压级烧结碳化硅是多么容易。这些无压烧结碳化硅材料的一些令人惊叹的特性如下:

 

  • 密度在3.1-3.2g/cm³之间。

  • 维氏硬度高达 2500 HV0.5。

  • 99%纯碳化硅

  • 化学惰性材料。

  • 热膨胀系数低。

  • 由于其密度高,孔隙率小于 0.2%。

  • 它可以承受高达 1,600°C 的温度。

  • 抗压强度为 3,000 MPa,抗弯强度为 600 MPa。

  • 具有高弹性,杨氏模量约为 410 GPa。

  • 良好的热导体,具有 热导率 达到120W/mK。


无压烧结碳化硅材料的应用

无压烧结碳化硅材料的应用涉及广泛的工业领域。冶金工业、电子、工程公司、航空航天、汽车以及许多其他制造业都受益于这些无压烧结碳化硅。以下是无压烧结碳化硅可以助您实现的一些宝贵应用:

 

  • 生产重型工业机械的机械环、喷嘴和垫圈。

  • 高温应用,如工业窑炉、用于电隔离的陶瓷馈通以及半导体中的散热器。

  • 生产利用短波长提高效率的光学镜。

  • 高科技行业的磨料磨具、机械密封、切削刀具、磨具、炉衬制造。

  • 生产军用装甲、弹道导弹部件和防弹背心。

  • 由于碳化硅的硬度和高热导率,可用于生产机械泵、高电子设备和半导体。

  • 无压烧结碳化硅可以帮助您为其他材料生产耐刮擦的硬涂层。


烧结碳化硅的市场价值现状及市场趋势

截至2023年,烧结碳化硅的国际市场价值高达$7.25亿美元。此后,全球需求大幅增长,其价值也随之增长。2024年,其价值增长至约$18亿美元,令人印象深刻,对吧?该市场年复合增长率 (CAGR) 为7.6%,仍有进一步扩张的潜力。

该行业的一些关键参与者包括美国 CoorsTek 和法国圣戈班高性能陶瓷和耐火材料等顶级公司。

如果您正在寻找优质耐用的烧结碳化硅材料, GGSCeramics 是您的最佳选择。我们提供各种价格实惠、性能卓越的反应烧结碳化硅和无压烧结碳化硅材料,定能满足您的需求。


常见问题

烧结碳化硅的能量含量是多少?

烧结碳化硅的能量含量约为200。

 

直接烧结碳化硅比反应烧结碳化硅更好吗?

是的,您可以说直接烧结 SiC 级比反应烧结 SiC 级更好,因为它在极高温度下表现更好。

 

为什么烧结碳化硅是生产密封件的最佳材料?

烧结碳化硅拥有卓越的硬度和耐磨性,可帮助您生产高强度密封件。采用烧结碳化硅材料,这些密封件性能可靠、持久耐用且耐磨损。


结论

烧结碳化硅 (SSiC) 的卓越性能正逐渐使世界变得更加宜居。的确,考虑到其广泛的应用以及对全球众多行业和经济体的宝贵贡献,可以肯定地说,SSiC 材料堪称先进陶瓷的未来。现在正是您投资的最佳时机!

 

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