Ang high-purity silicon carbide (SiC) ceramics ay lumitaw bilang mainam na materyales para sa mga kritikal na bahagi sa semiconductor, aerospace, at chemical industries dahil sa kanilang pambihirang thermal conductivity, chemical stability, at mechanical strength. Sa pagtaas ng mga pangangailangan para sa mataas na pagganap, mababang polusyon na mga ceramic na aparato, ang pagbuo ng mahusay at nasusukat na mga teknolohiya sa paghahanda para sa mataas na kadalisayan ng SiC ceramics ay naging isang pandaigdigang pagtuon sa pananaliksik. Sistematikong sinusuri ng papel na ito ang kasalukuyang pangunahing paraan ng paghahanda para sa high-purity SiC ceramics, kabilang ang recrystallization sintering, pressureless sintering (PS), hot pressing (HP), spark plasma sintering (SPS), at additive manufacturing (AM), na may diin sa pagtalakay sa mga mekanismo ng sintering, pangunahing parameter, materyal na katangian, at umiiral na mga hamon ng bawat proseso.
Ang aplikasyon ng SiC ceramics sa larangan ng militar at engineering
Sa kasalukuyan, ang high-purity na SiC ceramic na bahagi ay malawakang ginagamit sa mga kagamitan sa paggawa ng silicon wafer, na nakikilahok sa mga pangunahing proseso tulad ng oksihenasyon, lithography, etching, at ion implantation. Sa pagsulong ng teknolohiya ng wafer, ang pagtaas ng laki ng wafer ay naging isang makabuluhang trend. Ang kasalukuyang laki ng mainstream na wafer ay 300 mm, na nakakakuha ng magandang balanse sa pagitan ng gastos at kapasidad ng produksyon. Gayunpaman, sa pamamagitan ng Moore's Law, ang mass production ng 450 mm wafers ay nasa agenda na. Ang mga malalaking wafer ay kadalasang nangangailangan ng mas mataas na structural strength upang labanan ang warping at deformation, na higit na nagtutulak sa lumalaking demand para sa malalaking sukat, mataas ang lakas, mataas na kadalisayan ng SiC ceramic na bahagi. Sa mga nakalipas na taon, ang additive manufacturing (3D printing), bilang isang mabilis na teknolohiya ng prototyping na hindi nangangailangan ng mga hulma, ay nagpakita ng napakalaking potensyal sa paggawa ng mga kumplikadong bahagi ng SiC ceramic dahil sa layer-by-layer na konstruksyon at kakayahang umangkop sa disenyo, na nakakaakit ng malawakang atensyon.
Ang papel na ito ay sistematikong susuriin ang limang kinatawan na paraan ng paghahanda para sa high-purity na SiC ceramics—recrystallization sintering, pressureless sintering, hot pressing, spark plasma sintering, at additive manufacturing—na tumutuon sa kanilang mga mekanismo ng sintering, mga diskarte sa pag-optimize ng proseso, mga katangian ng pagganap ng materyal, at mga prospect ng aplikasyon sa industriya.
High-purity silicon carbide raw material na kinakailangan
I. Recrystallization Sintering
Ang recrystallized silicon carbide (RSiC) ay isang high-purity na SiC na materyal na inihanda nang walang sintering aid sa mataas na temperatura na 2100–2500°C. Mula noong unang natuklasan ni Fredriksson ang recrystallization phenomenon sa huling bahagi ng ika-19 na siglo, nakakuha ng makabuluhang atensyon ang RSiC dahil sa malinis nitong mga hangganan ng butil at kawalan ng mga glass phase at impurities. Sa mataas na temperatura, ang SiC ay nagpapakita ng medyo mataas na presyon ng singaw, at ang mekanismo ng sintering nito ay pangunahing nagsasangkot ng isang proseso ng evaporation-condensation: ang mga pinong butil ay nag-evaporate at muling nagdeposito sa mga ibabaw ng mas malalaking butil, na nagtataguyod ng paglaki ng leeg at direktang pagbubuklod sa pagitan ng mga butil, at sa gayon ay nagpapahusay ng lakas ng materyal.
Noong 1990, inihanda ni Kriegesmann ang RSiC na may relatibong density na 79.1% gamit ang slip casting sa 2200°C, na may cross-section na nagpapakita ng microstructure na binubuo ng magaspang na butil at pores. Kasunod nito, si Yi et al. gumamit ng gel casting upang maghanda ng mga berdeng katawan at sintered ang mga ito sa 2450°C, pagkuha ng RSiC ceramics na may bulk density na 2.53 g/cm³ at isang flexural strength na 55.4 MPa.
Ang SEM fracture surface ng RSiC
Kung ikukumpara sa siksik na SiC, ang RSiC ay may mas mababang density (humigit-kumulang 2.5 g/cm³) at humigit-kumulang 20% open porosity, na nililimitahan ang pagganap nito sa mga high-strength na application. Samakatuwid, ang pagpapabuti ng density at mekanikal na katangian ng RSiC ay naging isang pangunahing pokus sa pananaliksik. Sung et al. iminungkahing infiltrating molten silicon sa carbon/β-SiC mixed compacts at recrystallizing sa 2200°C, matagumpay na nakagawa ng network structure na binubuo ng α-SiC coarse grains. Ang resultang RSiC ay nakamit ang density na 2.7 g/cm³ at isang flexural strength na 134 MPa, na nagpapanatili ng mahusay na mechanical stability sa mataas na temperatura.
Upang higit pang mapahusay ang density, si Guo et al. gumamit ng teknolohiyang polymer infiltration at pyrolysis (PIP) para sa maraming paggamot ng RSiC. Gamit ang mga PCS/xylene solution at SiC/PCS/xylene slurries bilang mga infiltrant, pagkatapos ng 3–6 na PIP cycle, ang density ng RSiC ay makabuluhang napabuti (hanggang sa 2.90 g/cm³), kasama ang flexural strength nito. Bukod pa rito, iminungkahi nila ang isang cyclic na diskarte na pinagsasama ang PIP at recrystallization: pyrolysis sa 1400°C na sinusundan ng recrystallization sa 2400°C, na epektibong nililinis ang mga blockage ng particle at binabawasan ang porosity. Nakamit ng panghuling materyal na RSiC ang density na 2.99 g/cm³ at isang flexural strength na 162.3 MPa, na nagpapakita ng natitirang komprehensibong pagganap.
Mga imahe ng SEM ng microstructure evolution ng pinakintab na RSiC pagkatapos ng polymer impregnation at pyrolysis (PIP) -recrystallization cycle: Initial RSiC (A), pagkatapos ng unang PIP-recrystallization cycle (B), at pagkatapos ng ikatlong cycle (C)
II. Walang Pressure na Sintering
Ang pressureless-sintered silicon carbide (SiC) ceramics ay karaniwang inihahanda gamit ang high-purity, ultrafine SiC powder bilang raw material, na may maliit na halaga ng mga sintering aid na idinagdag, at sintered sa isang inert atmosphere o vacuum sa 1800–2150°C. Ang pamamaraang ito ay angkop para sa paggawa ng malalaking sukat at kumplikadong istrukturang ceramic na mga bahagi. Gayunpaman, dahil ang SiC ay pangunahing covalently bonded, ang self-diffusion coefficient nito ay napakababa, na ginagawang mahirap ang densification nang walang sintering aid.
Batay sa mekanismo ng sintering, ang pressureless sintering ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: pressureless liquid-phase sintering (PLS-SiC) at pressureless solid-state sintering (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (Liquid-Phase Sintering)
Ang PLS-SiC ay karaniwang sintered sa ibaba 2000°C sa pamamagitan ng pagdaragdag ng humigit-kumulang 10 wt.% ng mga eutectic sintering aid (gaya ng Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, at rare-earth oxides RE₂O₃) upang bumuo ng likidong bahagi, na nagtataguyod ng massification ng rearrang. Ang prosesong ito ay angkop para sa industrial-grade SiC ceramics, ngunit walang mga ulat ng high-purity na SiC na nakamit sa pamamagitan ng liquid-phase sintering.
1.2 PSS-SiC (Solid-State Sintering)
Kasama sa PSS-SiC ang solid-state densification sa mga temperaturang higit sa 2000°C na may humigit-kumulang 1 wt.% ng mga additives. Ang prosesong ito ay higit sa lahat ay umaasa sa atomic diffusion at grain rearrangement na hinihimok ng mataas na temperatura upang mabawasan ang enerhiya sa ibabaw at makamit ang densification. Ang BC (boron-carbon) system ay isang karaniwang kumbinasyon ng additive, na maaaring magpababa ng enerhiya sa hangganan ng butil at mag-alis ng SiO₂ mula sa ibabaw ng SiC. Gayunpaman, ang mga tradisyonal na BC additives ay madalas na nagpapakilala ng mga natitirang impurities, na binabawasan ang kadalisayan ng SiC.
Sa pamamagitan ng pagkontrol sa additive content (B 0.4 wt.%, C 1.8 wt.%) at sintering sa 2150°C sa loob ng 0.5 oras, nakuha ang high-purity SiC ceramics na may purity na 99.6 wt.% at isang relative density na 98.4%. Ang microstructure ay nagpakita ng mga columnar na butil (ang ilan ay lumalampas sa 450 µm ang haba), na may maliliit na butas sa mga hangganan ng butil at mga particle ng grapayt sa loob ng mga butil. Nagpakita ang mga ceramics ng flexural strength na 443 ± 27 MPa, isang elastic modulus na 420 ± 1 GPa, at isang thermal expansion coefficient na 3.84 × 10⁻⁶ K⁻¹ sa saklaw ng temperatura ng kuwarto hanggang 600°C, na nagpapakita ng mahusay na pangkalahatang pagganap.
Microstructure ng PSS-SiC: (A) SEM imahe pagkatapos ng buli at NaOH etching; (BD) BSD na mga imahe pagkatapos ng buli at pag-ukit
III. Hot Pressing Sintering
Ang hot pressing (HP) sintering ay isang densification technique na sabay na naglalapat ng init at uniaxial pressure sa mga powder materials sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na presyon na mga kondisyon. Ang mataas na presyon ay makabuluhang pinipigilan ang pagbuo ng mga butas at nililimitahan ang paglaki ng butil, habang ang mataas na temperatura ay nagtataguyod ng pagsasanib ng butil at ang pagbuo ng mga siksik na istruktura, sa huli ay gumagawa ng high-density, high-purity na SiC ceramics. Dahil sa likas na direksyon ng pagpindot, ang prosesong ito ay may posibilidad na mag-udyok ng anisotropy ng butil, na nakakaapekto sa mga katangian ng mekanikal at pagsusuot.
Ang mga purong SiC ceramics ay mahirap i-densify nang walang mga additives, na nangangailangan ng ultrahigh-pressure sintering. Nadeau et al. matagumpay na naghanda ng ganap na siksik na SiC na walang mga additives sa 2500°C at 5000 MPa; Sun et al. nakakuha ng β-SiC bulk material na may Vickers hardness na hanggang 41.5 GPa sa 25 GPa at 1400°C. Gamit ang 4 na presyon ng GPa, ang mga SiC ceramics na may mga kamag-anak na densidad na humigit-kumulang 98% at 99%, tigas ng 35 GPa, at nababanat na modulus ng 450 GPa ay inihanda sa 1500 ° C at 1900 ° C, ayon sa pagkakabanggit. Ang sintering micron-sized na SiC powder sa 5 GPa at 1500°C ay nagbunga ng mga ceramics na may tigas na 31.3 GPa at isang relative density na 98.4%.
Bagama't ang mga resultang ito ay nagpapakita na ang ultrahigh pressure ay maaaring makamit ang additive-free densification, ang pagiging kumplikado at mataas na halaga ng kinakailangang kagamitan ay nililimitahan ang mga pang-industriyang aplikasyon. Samakatuwid, sa praktikal na paghahanda, ang mga trace additives o powder granulation ay kadalasang ginagamit upang mapahusay ang sintering driving force.
Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng 4 wt.% phenolic resin bilang isang additive at sintering sa 2350°C at 50 MPa, nakuha ang SiC ceramics na may densification rate na 92% at purity na 99.998%. Gamit ang mababang halaga ng additive (boric acid at D-fructose) at sintering sa 2050°C at 40 MPa, inihanda ang high-purity SiC na may relative density >99.5% at natitirang B content na 556 ppm lamang. Ipinakita ng mga imahe ng SEM na, kumpara sa mga sample na walang pressure-sintered, ang mga hot-pressed na sample ay may mas maliliit na butil, mas kaunting mga pores, at mas mataas na density. Ang flexural strength ay 453.7 ± 44.9 MPa, at ang elastic modulus ay umabot sa 444.3 ± 1.1 GPa.
Sa pamamagitan ng pagpapahaba ng oras ng paghawak sa 1900°C, tumaas ang laki ng butil mula 1.5 μm hanggang 1.8 μm, at ang thermal conductivity ay bumuti mula 155 hanggang 167 W·m⁻¹·K⁻¹, habang pinahuhusay din ang resistensya ng kaagnasan ng plasma.
Sa ilalim ng mga kondisyon ng 1850°C at 30 MPa, ang hot pressing at mabilis na hot pressing ng granulated at annealed SiC powder ay nagbunga ng ganap na siksik na β-SiC ceramics na walang anumang additives, na may density na 3.2 g/cm³ at isang sintering temperature na 150–200°C na mas mababa kaysa sa mga tradisyonal na proseso. Nagpakita ang mga keramika ng tigas na 2729 GPa, tibay ng bali na 5.25–5.30 MPa·m^1/2, at mahusay na resistensya ng creep (mga rate ng creep na 9.9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ at 3.8 × 10⁻⁹ s⁻⁹°C at 3.8 × 10⁻⁹°C sa ⁻⁹°C. 100 MPa).
(A) SEM imahe ng makintab na ibabaw; (B) SEM imahe ng ibabaw ng bali; (C, D) BSD na imahe ng pinakintab na ibabaw
Sa 3D printing research para sa piezoelectric ceramics, ang ceramic slurry, bilang pangunahing salik na nakakaimpluwensya sa pagbuo at pagganap, ay naging pangunahing pokus sa loob at sa buong mundo. Ang mga kasalukuyang pag-aaral sa pangkalahatan ay nagpapahiwatig na ang mga parameter tulad ng laki ng butil ng pulbos, slurry lagkit, at solidong nilalaman ay makabuluhang nakakaapekto sa kalidad ng pagbuo at mga katangian ng piezoelectric ng panghuling produkto.
Natuklasan ng pananaliksik na ang mga ceramic slurries na inihanda gamit ang micron-, submicron-, at nano-sized na barium titanate powder ay nagpapakita ng mga makabuluhang pagkakaiba sa mga proseso ng stereolithography (hal., LCD-SLA). Habang bumababa ang laki ng particle, kapansin-pansing tumataas ang lagkit ng slurry, na may mga nano-sized na powder na gumagawa ng mga slurries na may lagkit na umaabot sa bilyun-bilyong mPa·s. Ang mga slurries na may micron-sized na pulbos ay madaling ma-delamination at matuklap habang nagpi-print, habang ang submicron at nano-sized na mga powder ay nagpapakita ng mas matatag na pag-uugali sa pagbuo. Pagkatapos ng high-temperature sintering, ang mga resultang ceramic sample ay nakakuha ng density na 5.44 g/cm³, isang piezoelectric coefficient (d₃₃) na humigit-kumulang 200 pC/N, at mababang loss factor, na nagpapakita ng mahusay na electromechanical na mga katangian ng pagtugon.
Bukod pa rito, sa mga proseso ng micro-stereolithography, ang pagsasaayos ng solid content ng PZT-type slurries (hal., 75 wt.%) ay nagbunga ng mga sintered body na may density na 7.35 g/cm³, na nakakakuha ng piezoelectric constant na hanggang 600 pC/N sa ilalim ng poling electric field. Ang pananaliksik sa micro-scale deformation compensation ay makabuluhang napabuti ang pagbuo ng katumpakan, pagpapahusay ng geometric na katumpakan ng hanggang 80%.
Ang isa pang pag-aaral sa PMN-PT piezoelectric ceramics ay nagsiwalat na ang solid content ay kritikal na nakakaimpluwensya sa ceramic structure at electrical properties. Sa 80 wt.% solidong nilalaman, ang mga byproduct ay madaling lumitaw sa mga keramika; habang ang solid content ay tumaas sa 82 wt.% at mas mataas, ang mga byproduct ay unti-unting nawala, at ang ceramic na istraktura ay naging mas dalisay, na may makabuluhang pinabuting pagganap. Sa 82 wt.%, ang mga keramika ay nagpakita ng pinakamainam na mga katangian ng elektrikal: isang piezoelectric na pare-pareho na 730 pC/N, relatibong permittivity ng 7226, at dielectric na pagkawala ng 0.07 lamang.
Sa buod, ang laki ng particle, solid na nilalaman, at mga rheological na katangian ng mga ceramic slurries ay hindi lamang nakakaapekto sa katatagan at katumpakan ng proseso ng pag-print ngunit direktang tinutukoy din ang density at piezoelectric na tugon ng mga sintered na katawan, na ginagawa itong mga pangunahing parameter para sa pagkamit ng mataas na pagganap na 3D-printed piezoelectric ceramics.
Ang pangunahing proseso ng LCD-SLA 3D printing ng mga sample ng BT/UV
Ang mga katangian ng PMN-PT ceramics na may iba't ibang solidong nilalaman
IV. Spark Plasma Sintering
Ang Spark plasma sintering (SPS) ay isang advanced na teknolohiya ng sintering na gumagamit ng pulsed current at mechanical pressure na sabay na inilapat sa mga pulbos upang makamit ang mabilis na densification. Sa prosesong ito, direktang pinapainit ng kasalukuyang ang amag at pulbos, na bumubuo ng init ng Joule at plasma, na nagpapagana ng mahusay na sintering sa maikling panahon (karaniwang sa loob ng 10 minuto). Ang mabilis na pag-init ay nagtataguyod ng diffusion sa ibabaw, habang ang spark discharge ay tumutulong sa pag-alis ng mga adsorbed na gas at mga layer ng oxide mula sa mga ibabaw ng pulbos, na nagpapahusay sa pagganap ng sintering. Ang epekto ng electromigration na dulot ng mga electromagnetic field ay nagpapahusay din ng atomic diffusion.
Kung ikukumpara sa tradisyonal na hot pressing, gumagamit ang SPS ng mas direktang pag-init, na nagpapagana ng densification sa mas mababang temperatura habang epektibong pinipigilan ang paglaki ng butil upang makakuha ng pino at pare-parehong microstructure. Halimbawa:
- Nang walang mga additives, gamit ang ground SiC powder bilang raw material, sintering sa 2100°C at 70 MPa sa loob ng 30 minuto ay nagbunga ng mga sample na may 98% relative density.
- Ang sintering sa 1700°C at 40 MPa sa loob ng 10 minuto ay gumawa ng cubic SiC na may 98% density at laki ng butil na 30-50 nm lamang.
- Ang paggamit ng 80 µm granular SiC powder at sintering sa 1860°C at 50 MPa sa loob ng 5 minuto ay nagresulta sa high-performance na SiC ceramics na may 98.5% relative density, Vickers microhardness na 28.5 GPa, flexural strength ng 395 MPa, at fracture toughness na 4.5/MPa·m^15/MPa.
Ipinakita ng pagsusuri sa microstructural na habang tumaas ang temperatura ng sintering mula 1600°C hanggang 1860°C, makabuluhang bumaba ang porosity ng materyal, na lumalapit sa buong density sa mataas na temperatura.
Ang microstructure ng SiC ceramics na sintered sa iba't ibang temperatura: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C at (D) 1860°C
V. Additive Manufacturing
Ang additive manufacturing (AM) ay nagpakita kamakailan ng napakalaking potensyal sa paggawa ng mga kumplikadong ceramic na bahagi dahil sa layer-by-layer na proseso ng pagtatayo nito. Para sa SiC ceramics, maraming AM na teknolohiya ang binuo, kabilang ang binder jetting (BJ), 3DP, selective laser sintering (SLS), direct ink writing (DIW), at stereolithography (SL, DLP). Gayunpaman, ang 3DP at DIW ay may mas mababang katumpakan, habang ang SLS ay may posibilidad na magdulot ng thermal stress at mga bitak. Sa kabaligtaran, ang BJ at SL ay nag-aalok ng mas malaking pakinabang sa paggawa ng high-purity, high-precision complex ceramics.
- Binder Jetting (BJ)
Ang teknolohiya ng BJ ay nagsasangkot ng layer-by-layer na pag-spray ng binder sa bond powder, na sinusundan ng debinding at sintering upang makuha ang huling ceramic na produkto. Ang pagsasama-sama ng BJ sa chemical vapor infiltration (CVI), high-purity, fully crystalline SiC ceramics ay matagumpay na naihanda. Kasama sa proseso ang:
① Pagbubuo ng SiC ceramic green body gamit ang BJ.
② Densifying sa pamamagitan ng CVI sa 1000°C at 200 Torr.
③ Ang huling SiC ceramic ay may density na 2.95 g/cm³, thermal conductivity na 37 W/m·K, at flexural strength na 297 MPa.
Schematic diagram ng adhesive jet (BJ) printing. (A) Computer-aided design (CAD) model, (B) schematic diagram ng BJ principle, (C) printing of SiC by BJ, (D) densification of SiC by chemical vapor infiltration (CVI)
- Stereolithography (SL)
Ang SL ay isang UV-curing-based na ceramic forming technology na may napakataas na katumpakan at kumplikadong mga kakayahan sa paggawa ng istraktura. Gumagamit ang pamamaraang ito ng mga photosensitive ceramic slurries na may mataas na solidong nilalaman at mababang lagkit upang bumuo ng 3D ceramic green na katawan sa pamamagitan ng photopolymerization, na sinusundan ng debinding at high-temperature sintering upang makuha ang huling produkto.
Gamit ang isang 35 vol.% SiC slurry, ang mga de-kalidad na 3D green body ay inihanda sa ilalim ng 405 nm UV irradiation at higit pang pina-densified sa pamamagitan ng polymer burnout sa 800°C at PIP treatment. Ipinakita ng mga resulta na ang mga sample na inihanda na may 35 vol.% slurry ay nakamit ang isang kamag-anak na density na 84.8%, na higit sa 30% at 40% na mga control group.
Sa pamamagitan ng pagpapakilala ng lipophilic SiO₂ at phenolic epoxy resin (PEA) upang baguhin ang slurry, ang pagganap ng photopolymerization ay epektibong napabuti. Pagkatapos ng sintering sa 1600°C sa loob ng 4 na oras, nakamit ang malapit-kumpletong conversion sa SiC, na may panghuling nilalamang oxygen na 0.12% lamang, na nagpapagana ng isang hakbang na katha ng high-purity, complex-structured SiC ceramics na walang pre-oxidation o pre-infiltration na mga hakbang.
Ilustrasyon ng istraktura ng pag-print at ang proseso ng sintering nito. Ang hitsura ng sample pagkatapos matuyo sa (A) 25°C, pyrolysis sa (B) 1000°C, at sintering sa (C) 1600°C.
Sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng mga photosensitive na Si₃N₄ ceramic slurries para sa stereolithography 3D printing at paggamit ng debinding-presintering at high-temperature aging na proseso, ang Si₃N₄ ceramics na may 93.3% theoretical density, tensile strength na 279.8 MPa, at flexural strength na 33038.5 MPa ay inihanda. Nalaman ng mga pag-aaral na sa ilalim ng mga kondisyon ng 45 vol.% solid content at 10 s exposure time, maaaring makuha ang single-layer green body na may IT77-level curing precision. Ang isang proseso ng pag-debinding na may mababang temperatura na may rate ng pag-init na 0.1 °C/min ay nakatulong sa paggawa ng mga berdeng katawan na walang basag.
Ang sintering ay isang mahalagang hakbang na nakakaapekto sa panghuling pagganap sa stereolithography. Ipinapakita ng pananaliksik na ang pagdaragdag ng mga pantulong sa sintering ay maaaring epektibong mapabuti ang densidad ng seramik at mga mekanikal na katangian. Gamit ang CeO₂ bilang isang sintering aid at electric field-assisted sintering technology para maghanda ng high-density na Si₃N₄ ceramics, ang CeO₂ ay natagpuang naghihiwalay sa mga hangganan ng butil, na nagpo-promote ng grain boundary sliding at densification. Ang mga resultang ceramics ay nagpakita ng Vickers hardness ng HV10/10 (1347.9 ± 2.4) at fracture toughness ng (6.57 ± 0.07) MPa·m¹/². Gamit ang MgO–Y₂O₃ bilang mga additives, napabuti ang homogeneity ng ceramic microstructure, na makabuluhang pinahusay ang pagganap. Sa kabuuang antas ng doping na 8 wt.%, ang flexural strength at thermal conductivity ay umabot sa 915.54 MPa at 59.58 W·m⁻¹·K⁻¹, ayon sa pagkakabanggit.
VI. Konklusyon
Sa buod, ang high-purity silicon carbide (SiC) ceramics, bilang isang namumukod-tanging engineering ceramic material, ay nagpakita ng malawak na prospect ng aplikasyon sa semiconductors, aerospace, at extreme-condition na kagamitan. Sistematikong sinuri ng papel na ito ang limang tipikal na ruta ng paghahanda para sa high-purity na SiC ceramics—recrystallization sintering, pressureless sintering, hot pressing, spark plasma sintering, at additive manufacturing—na may mga detalyadong talakayan sa kanilang mga mekanismo ng densification, key parameter optimization, material performance, at kani-kanilang mga pakinabang at limitasyon.
Maliwanag na ang iba't ibang mga proseso ay may mga natatanging katangian sa mga tuntunin ng pagkamit ng mataas na kadalisayan, mataas na density, kumplikadong mga istraktura, at pagiging posible sa industriya. Ang additive manufacturing technology, sa partikular, ay nagpakita ng malakas na potensyal sa paggawa ng kumplikadong hugis at customized na mga bahagi, na may mga pambihirang tagumpay sa mga subfield tulad ng stereolithography at binder jetting, na ginagawa itong isang mahalagang direksyon ng pag-unlad para sa high-purity na SiC ceramic na paghahanda.
Ang hinaharap na pananaliksik sa high-purity na SiC ceramic na paghahanda ay kailangang malalim na pag-aralan, na nagpo-promote ng paglipat mula sa laboratory-scale tungo sa malakihan, lubos na maaasahang mga aplikasyon sa engineering, sa gayon ay nagbibigay ng kritikal na materyal na suporta para sa high-end na pagmamanupaktura ng kagamitan at mga susunod na henerasyong teknolohiya ng impormasyon.
Ang XKH ay isang high-tech na enterprise na nag-specialize sa pananaliksik at produksyon ng mga high-performance na ceramic na materyales. Nakatuon ito sa pagbibigay ng mga customized na solusyon para sa mga customer sa anyo ng high-purity silicon carbide (SiC) ceramics. Ang kumpanya ay nagtataglay ng mga advanced na teknolohiya sa paghahanda ng materyal at tumpak na mga kakayahan sa pagproseso. Ang negosyo nito ay sumasaklaw sa pananaliksik, produksyon, tumpak na pagproseso, at paggamot sa ibabaw ng mataas na kadalisayan ng SiC ceramics, na nakakatugon sa mahigpit na mga kinakailangan ng semiconductor, bagong enerhiya, aerospace at iba pang larangan para sa mga bahaging ceramic na may mataas na pagganap. Gamit ang mga mature na proseso ng sintering at mga additive na teknolohiya sa pagmamanupaktura, maaari kaming mag-alok sa mga customer ng isang one-stop na serbisyo mula sa pag-optimize ng formula ng materyal, pagbuo ng kumplikadong istraktura hanggang sa tumpak na pagproseso, na tinitiyak na ang mga produkto ay nagtataglay ng mahusay na mga mekanikal na katangian, thermal stability at corrosion resistance.
Oras ng post: Hul-30-2025