सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक की चार सिंटरिंग प्रक्रियाएँ

सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक में उच्च तापमान पर मजबूती, उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण प्रतिरोध, अच्छा घिसाव प्रतिरोध, अच्छी ऊष्मीय स्थिरता, कम ऊष्मीय विस्तार गुणांक, उच्च ऊष्मीय चालकता, उच्च कठोरता, ऊष्मा आघात प्रतिरोध, रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध और अन्य उत्कृष्ट गुण होते हैं। इसका व्यापक रूप से ऑटोमोबाइल, मशीनीकरण, पर्यावरण संरक्षण, एयरोस्पेस प्रौद्योगिकी, सूचना इलेक्ट्रॉनिक्स, ऊर्जा और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, और यह कई औद्योगिक क्षेत्रों में उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ एक अपरिहार्य संरचनात्मक सिरेमिक बन गया है। अब मैं आपको दिखाता हूँ!

दबाव रहित सिंटरिंग

दबाव रहित सिंटरिंग को SiC सिंटरिंग के लिए सबसे आशाजनक विधि माना जाता है। विभिन्न सिंटरिंग प्रक्रियाओं के आधार पर, दबाव रहित सिंटरिंग को ठोस-चरण सिंटरिंग और तरल-चरण सिंटरिंग में विभाजित किया जा सकता है। अति-सूक्ष्म β- SiC पाउडर में उचित मात्रा में B और C (ऑक्सीजन की मात्रा 2% से कम) मिलाकर, 2020 ℃ पर 98% से अधिक घनत्व वाले SiC सिंटर्ड पिंड का सिंटरिंग किया गया। ए. मुल्ला एट अल. ने Al2O3 और Y2O3 को योजक के रूप में उपयोग करके 0.5 μm β- SiC (कण की सतह पर थोड़ी मात्रा में SiO2 होता है) का सिंटरिंग 1850-1950 ℃ पर किया। प्राप्त SiC सिरेमिक का सापेक्ष घनत्व सैद्धांतिक घनत्व के 95% से अधिक है, और कणों का आकार छोटा और औसत आकार 1.5 माइक्रोन है।

हॉट प्रेस सिंटरिंग

शुद्ध SiC को बिना किसी सिंटरिंग एडिटिव्स के केवल बहुत उच्च तापमान पर ही सघन रूप से सिंटर किया जा सकता है, इसलिए कई लोग SiC के लिए हॉट प्रेसिंग सिंटरिंग प्रक्रिया का उपयोग करते हैं। सिंटरिंग एड्स मिलाकर SiC की हॉट प्रेसिंग सिंटरिंग पर कई रिपोर्टें प्रकाशित हुई हैं। एलीग्रो एट अल. ने SiC के घनीकरण पर बोरॉन, एल्युमीनियम, निकेल, आयरन, क्रोमियम और अन्य धातु एडिटिव्स के प्रभाव का अध्ययन किया। परिणामों से पता चलता है कि SiC की हॉट प्रेसिंग सिंटरिंग को बढ़ावा देने में एल्युमीनियम और आयरन सबसे प्रभावी एडिटिव्स हैं। फ्लेंज ने हॉट प्रेस्ड SiC के गुणों पर Al2O3 की विभिन्न मात्राओं के प्रभाव का अध्ययन किया। ऐसा माना जाता है कि हॉट प्रेस्ड SiC का घनीकरण विघटन और अवक्षेपण की क्रियाविधि से संबंधित है। हालांकि, हॉट प्रेस सिंटरिंग प्रक्रिया से केवल सरल आकार के SiC पार्ट्स ही बनाए जा सकते हैं। एक बार की हॉट प्रेस सिंटरिंग प्रक्रिया द्वारा उत्पादित उत्पादों की मात्रा बहुत कम होती है, जो औद्योगिक उत्पादन के लिए उपयुक्त नहीं है।

गर्म आइसोस्टैटिक प्रेसिंग सिंटरिंग

परंपरागत सिंटरिंग प्रक्रिया की कमियों को दूर करने के लिए, बी-प्रकार और सी-प्रकार के पदार्थों का उपयोग योजक के रूप में किया गया और हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग सिंटरिंग तकनीक को अपनाया गया। 1900 डिग्री सेल्सियस पर, 98 से अधिक घनत्व वाले महीन क्रिस्टलीय सिरेमिक प्राप्त किए गए, और कमरे के तापमान पर बेंडिंग स्ट्रेंथ 600 एमपीए तक पहुंच सकती थी। हालांकि हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग सिंटरिंग से जटिल आकृतियों और अच्छे यांत्रिक गुणों वाले सघन चरण उत्पाद प्राप्त किए जा सकते हैं, लेकिन सिंटरिंग प्रक्रिया को सीलबंद रखना आवश्यक है, जिससे औद्योगिक उत्पादन करना मुश्किल हो जाता है।

प्रतिक्रिया सिंटरिंग

अभिक्रियाशील सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड, जिसे स्व-बंधित सिलिकॉन कार्बाइड भी कहा जाता है, एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें छिद्रयुक्त बिलेट गैस या तरल अवस्था के साथ अभिक्रिया करके बिलेट की गुणवत्ता में सुधार करता है, सरंध्रता को कम करता है और निश्चित मजबूती और आयामी सटीकता वाले तैयार उत्पाद बनाता है। α-SiC पाउडर और ग्रेफाइट को एक निश्चित अनुपात में मिलाकर लगभग 1650 ℃ तक गर्म करके एक वर्गाकार बिलेट बनाया जाता है। साथ ही, गैसीय Si बिलेट में प्रवेश करता है और ग्रेफाइट के साथ अभिक्रिया करके β-SiC बनाता है, जो पहले से मौजूद α-SiC कणों के साथ जुड़ जाता है। जब Si पूरी तरह से बिलेट में प्रवेश कर जाता है, तो पूर्ण घनत्व और बिना सिकुड़न वाले आकार का अभिक्रियाशील सिंटर्ड पिंड प्राप्त किया जा सकता है। अन्य सिंटरिंग प्रक्रियाओं की तुलना में, सघनता प्रक्रिया में अभिक्रियाशील सिंटरिंग में आकार परिवर्तन कम होता है और सटीक आकार के उत्पाद तैयार किए जा सकते हैं। हालांकि, सिंटर्ड बॉडी में बड़ी मात्रा में SiC की उपस्थिति, रिएक्शन सिंटर्ड SiC सिरेमिक के उच्च-तापमान गुणों को खराब कर देती है।