Seramîkên karbîda silîkonê (SiC) yên paqijiya bilind ji ber rêberiya germî ya bêhempa, aramiya kîmyewî û hêza mekanîkî wekî materyalên îdeal ji bo pêkhateyên krîtîk di pîşesaziyên nîvconductor, fezayî û kîmyewî de derketine holê. Bi zêdebûna daxwazên ji bo cîhazên seramîk ên performansa bilind û qirêjiya kêm, pêşxistina teknolojiyên amadekirinê yên bi bandor û pîvanbar ji bo seramîkên SiC yên paqijiya bilind bûye mijara lêkolîna gerdûnî. Ev gotar bi awayekî sîstematîk rêbazên amadekirina sereke yên heyî ji bo seramîkên SiC yên paqijiya bilind, di nav de sinterkirina ji nû ve krîstalîzekirinê, sinterkirina bê zext (PS), pêlkirina germ (HP), sinterkirina plazmaya şewqê (SPS), û çêkirina lêzêdekirinê (AM), bi tekezî li ser nîqaşkirina mekanîzmayên sinterkirinê, parametreyên sereke, taybetmendiyên materyalê, û pirsgirêkên heyî yên her pêvajoyê, dinirxîne.
Bikaranîna seramîkên SiC di warên leşkerî û endezyariyê de
Niha, pêkhateyên seramîk ên SiC yên paqijiya bilind bi berfirehî di alavên çêkirina waferên silîkonê de têne bikar anîn, û di pêvajoyên bingehîn ên wekî oksîdasyon, lîtografî, gravur û çandina îyonê de beşdar dibin. Bi pêşkeftina teknolojiya waferê re, zêdebûna mezinahiya waferê bûye trendek girîng. Mezinahiya waferê ya sereke ya heyî 300 mm ye, ku di navbera lêçûn û kapasîteya hilberînê de hevsengiyek baş bi dest dixe. Lêbelê, bi Qanûna Moore ve hatî rêve kirin, hilberîna girseyî ya waferên 450 mm jixwe di rojevê de ye. Waferên mezintir bi gelemperî ji bo berxwedana li hember xwarbûn û deformasyonê hewceyê hêza avahîsaziyê ya bilindtir in, ku daxwaza zêde ya ji bo pêkhateyên seramîk ên SiC yên mezin, bihêz û paqijiya bilind bêtir diafirîne. Di salên dawî de, çêkirina lêzêdekirinê (çapkirina 3D), wekî teknolojiyek prototîpkirina bilez ku hewceyê qaliban nake, ji ber avakirina wê ya qat bi qat û kapasîteyên sêwirana nerm, potansiyelek mezin di çêkirina perçeyên seramîk ên SiC yên bi avahiyek tevlihev de nîşan daye, ku bala berfireh dikişîne.
Ev gotar dê pênc rêbazên amadekirina nûner ji bo seramîkên SiC yên paqijiya bilind - sinterkirina ji nû ve krîstalîzekirinê, sinterkirina bê zext, pêlkirina germ, sinterkirina plazmaya şewqê, û çêkirina lêzêdekirinê - bi baldarî li ser mekanîzmayên sinterkirina wan, stratejiyên çêtirkirina pêvajoyê, taybetmendiyên performansa materyalan, û perspektîfên serîlêdana pîşesaziyê analîz bike.
Pêdiviyên materyalên xav ên silicon carbide-a paqijiya bilind
I. Sinterkirina Ji Nû Ve Krîstalîzasyonê
Karbîda silîkonê ya ji nû ve krîstalîzekirî (RSiC) materyalek SiC ya paqijiya bilind e ku bêyî alîkarên sinterkirinê di germahiyên bilind ên 2100–2500°C de tê amadekirin. Ji dema ku Fredriksson di dawiya sedsala 19-an de yekem car fenomena ji nû ve krîstalîzekirinê keşf kir, RSiC ji ber sînorên xwe yên paqij ên dendikan û nebûna qonaxên cam û qirêjiyan bala girîng kişandiye. Di germahiyên bilind de, SiC zexta buharê ya nisbeten bilind nîşan dide, û mekanîzmaya wê ya sinterkirinê di serî de pêvajoyek buharbûn-kondensasyonê vedihewîne: dendikên hûr buhar dibin û li ser rûyên dendikên mezintir ji nû ve têne danîn, mezinbûna stûyê û girêdana rasterast di navbera dendikan de pêşve dixin, bi vî rengî hêza materyalê zêde dikin.
Di sala 1990î de, Kriegesmann RSiC bi dendika nisbî ya 79.1% bi karanîna avêtina şemitokî li 2200°C amade kir, bi xaçerêya ku mîkroavahiyek ji dendikên qalind û kunên qalind pêk tê nîşan dide. Paşê, Yi û hevkarên wî avêtina jel bikar anîn da ku laşên kesk amade bikin û wan di 2450°C de sinter kirin, û seramîkên RSiC bi dendika girseyî ya 2.53 g/cm³ û hêza xwarbûnê ya 55.4 MPa bi dest xistin.
Rûyê şikestina SEM ya RSiC
Li gorî SiC-ya qalind, RSiC xwedî densiteya kêmtir e (nêzîkî 2.5 g/cm³) û bi qasî 20% porozîteya vekirî ye, ku performansa wê di sepanên bi hêza bilind de sînordar dike. Ji ber vê yekê, baştirkirina densite û taybetmendiyên mekanîkî yên RSiC bûye mijara sereke ya lêkolînê. Sung û hevkarên wî pêşniyar kirin ku silîkona helandî têxin nav kompaktên tevlihev ên karbon/β-SiC û di 2200°C de ji nû ve krîstalîze bikin, bi serkeftî avahiyek torê ya ji dendikên qalind ên α-SiC ava bikin. RSiC-ya encam de densiteya 2.7 g/cm³ û hêza xwarbûnê ya 134 MPa bi dest xist, û di germahiyên bilind de aramiya mekanîkî ya hêja parast.
Ji bo zêdekirina dendikê, Guo û hevkarên wî teknolojiya înfîltrasyon û pîrolîzê ya polîmer (PIP) ji bo gelek dermankirinên RSiC bi kar anîn. Bi karanîna çareseriyên PCS/ksîlen û şileyên SiC/PCS/ksîlen wekî înfîltratan, piştî 3-6 çerxên PIP, dendika RSiC bi girîngî baştir bû (heta 2.90 g/cm³), digel hêza wê ya xwarbûnê. Wekî din, wan stratejiyek çerxî pêşniyar kir ku PIP û ji nû ve krîstalîzasyonê dike yek: pîrolîz li 1400°C û dûv re ji nû ve krîstalîzasyon li 2400°C, bi bandor astengiyên perçeyan paqij dike û porozîteyê kêm dike. Materyalê RSiC yê dawîn dendika 2.99 g/cm³ û hêza xwarbûnê ya 162.3 MPa bi dest xist, ku performansek berfireh a berbiçav nîşan da.
Wêneyên SEM ên pêşveçûna mîkroavahiyê ya RSiC ya polîşkirî piştî çerxên impregnasyona polîmer û pîrolîzê (PIP)-rekristalîzasyonê: RSiC ya destpêkê (A), piştî çerxa yekem a PIP-rekristalîzasyonê (B), û piştî çerxa sêyemîn (C)
II. Sînterkirina Bêzext
Seramîkên karbîda silîkonê (SiC) yên bêzextkirî bi gelemperî bi karanîna toza SiC ya pir-paqij û ultra-zirav wekî madeya xav, bi mîqdarên piçûk ên alîkarên sinterkirinê têne amadekirin, û di atmosferek bêbandor an valahiyê de di 1800–2150°C de têne sinterkirin. Ev rêbaz ji bo hilberîna pêkhateyên seramîk ên mezin û bi avahiyek tevlihev guncan e. Lêbelê, ji ber ku SiC bi piranî bi kovalentî ve girêdayî ye, katsayiya wê ya belavbûna xwe pir kêm e, ku densîfîkasyonê bêyî alîkarên sinterkirinê dijwar dike.
Li gorî mekanîzmaya sinterkirinê, sinterkirina bê zext dikare li du kategoriyan were dabeş kirin: sinterkirina bê zext a qonaxa şile (PLS-SiC) û sinterkirina bê zext a rewşa hişk (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (Sinterkirina Qonaxa Şile)
PLS-SiC bi gelemperî di bin 2000°C de bi zêdekirina nêzîkî 10% giraniya alîkarên sinterkirina ewtektîk (wek Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, û oksîdên erdên kêm RE₂O₃) tê sinterkirin da ku qonaxek şil çêbibe, ji nû ve rêzkirina perçeyan û veguhastina girseyî pêşve bibe da ku denserkirin çêbibe. Ev pêvajo ji bo seramîkên SiC yên pola pîşesaziyê guncan e, lê ti raporên SiC-ya paqijiya bilind bi rêya sinterkirina qonaxa şil nehatiye bidestxistin.
1.2 PSS-SiC (Sinterkirina Rewşa Hişk)
PSS-SiC di germahiyên li jor 2000°C de bi qasî 1% ji giraniya lêzêdeyan densifiasyona rewşa hişk pêk tîne. Ev pêvajo bi giranî li ser belavbûna atomî û ji nû ve rêzkirina dendikan ku ji hêla germahiyên bilind ve tê rêvebirin ve girêdayî ye da ku enerjiya rûyê kêm bike û densifiasyonê bi dest bixe. Sîstema BC (boron-karbon) têkelbûnek lêzêdekirinê ya hevpar e, ku dikare enerjiya sînorê dendikan kêm bike û SiO₂ ji rûyê SiC dûr bixe. Lêbelê, lêzêdekirinên BC yên kevneşopî pir caran qirêjiyên mayî dixin nav xwe, paqijiya SiC kêm dikin.
Bi kontrolkirina naveroka lêzêdekirinê (B 0.4 wt.%, C 1.8 wt.%) û sinterkirinê di 2150°C de ji bo 0.5 demjimêran, seramîkên SiC yên paqijiya bilind bi paqijiya 99.6 wt.% û dendika nisbî ya 98.4% hatin bidestxistin. Mîkroavahîyê dendikên stûnî nîşan da (hin ji wan ji 450 µm dirêjtir in), bi porên piçûk li sînorên dendikan û perçeyên grafîtê di hundurê dendikan de. Seramîkan di navbera germahiya odeyê û 600°C de hêza xwarbûnê ya 443 ± 27 MPa, modula elastîk a 420 ± 1 GPa, û katsayiya berfirehbûna germî ya 3.84 × 10⁻6 K⁻¹ nîşan dan, ku performansek giştî ya hêja nîşan dan.
Mîkroavahîya PSS-SiC: (A) Wêneya SEM piştî cilkirin û gravkirina NaOH; (BD) Wêneyên BSD piştî cilkirin û gravkirinê
III. Sinterkirina Germ a Pêlkirinê
Sinterkirina bi pêlkirina germ (HP) teknîkek densitandinê ye ku di heman demê de germ û zexta yekalî li ser materyalên toz di bin şert û mercên germahiya bilind û zexta bilind de bicîh tîne. Zexta bilind bi girîngî avakirina poran asteng dike û mezinbûna dendikan sînordar dike, di heman demê de germahiya bilind hevgirtina dendikan û avakirina avahiyên dendik pêş dixe, ku di dawiyê de seramîkên SiC yên bi dendika bilind û paqijiya bilind çêdike. Ji ber xwezaya rêwerzkirî ya pêlkirinê, ev pêvajo meyla wê heye ku anîzotropiya dendikan çêbike, ku bandorê li taybetmendiyên mekanîkî û aşînê dike.
Seramîkên SiC yên saf bêyî lêzêdekirinê dijwar tên qatkirin, ji ber vê yekê pêdivî bi sinterkirina bi zexta pir bilind heye. Nadeau û hevkarên wî SiC ya bi tevahî qatkirî bêyî lêzêdekirinê bi serkeftî di 2500°C û 5000 MPa de amade kirin; Sun û hevkarên wî materyalên girseyî yên β-SiC bi hişkiya Vickers heta 41.5 GPa di 25 GPa û 1400°C de bi dest xistin. Bi karanîna zexta 4 GPa, seramîkên SiC bi densiteyên nisbî yên nêzîkî 98% û 99%, hişkiya 35 GPa, û modula elastîk a 450 GPa di 1500°C û 1900°C de hatin amadekirin. Sinterkirina toza SiC ya bi mezinahiya mîkron di 5 GPa û 1500°C de seramîkên bi hişkiya 31.3 GPa û densiteya nisbî ya 98.4% derxist holê.
Her çend ev encam nîşan didin ku zexta pir bilind dikare densifiasyona bê lêzêdekirinê bi dest bixe jî, tevlihevî û lêçûna bilind a alavên pêwîst sepanên pîşesaziyê sînordar dike. Ji ber vê yekê, di amadekirina pratîkî de, lêzêdekirinên şop an granulasyona tozê pir caran ji bo zêdekirina hêza ajotina sinterkirinê têne bikar anîn.
Bi zêdekirina 4% giraniya rezîna fenolîk wekî lêzêdeker û sinterkirinê di 2350°C û 50 MPa de, seramîkên SiC bi rêjeya densitasyonê ya 92% û paqijiya 99.998% hatin bidestxistin. Bi karanîna mîqdarên lêzêdekirinê yên kêm (asîda borîk û D-fruktoz) û sinterkirinê di 2050°C û 40 MPa de, SiC-ya paqijiya bilind bi densiteya nisbî ya >99.5% û naveroka B ya mayî ya tenê 556 ppm hate amadekirin. Wêneyên SEM nîşan dan ku, li gorî nimûneyên sinterkirî yên bê zext, nimûneyên bi germî hatine pêçandin xwedî danên piçûktir, porên kêmtir û densiteya bilindtir bûn. Hêza xwarbûnê 453.7 ± 44.9 MPa bû, û modula elastîk gihîşt 444.3 ± 1.1 GPa.
Bi dirêjkirina dema ragirtinê li 1900°C, mezinahiya dendikan ji 1.5 μm zêde bû 1.8 μm, û guhêzbariya germî ji 155 bo 167 W·m⁻¹·K⁻¹ baştir bû, di heman demê de berxwedana korozyona plazmayê jî zêde bû.
Di bin şert û mercên 1850°C û 30 MPa de, pêlkirina germ û pêlkirina germ a bilez a toza SiC ya granulkirî û germkirî seramîkên β-SiC yên bi tevahî tîr bêyî ti lêzêdekirinê, bi tîrbûna 3.2 g/cm³ û germahiya sinterkirinê 150–200°C ji pêvajoyên kevneşopî kêmtir, derxist holê. Seramîkan hişkbûnek 2729 GPa, berxwedana şikestinê ya 5.25–5.30 MPa·m^1/2, û berxwedana şikestinê ya hêja nîşan dan (rêjeyên şikestinê 9.9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ û 3.8 × 10⁻⁹ s⁻¹ li 1400°C/1450°C û 100 MPa).
(A) Wêneya SEM ya rûyê cilkirî; (B) Wêneya SEM ya rûyê şikestinê; (C, D) Wêneya BSD ya rûyê cilkirî
Di lêkolîna çapkirina 3D de ji bo seramîkên pîezoelektrîkî, şileya seramîk, wekî faktora sereke ya ku bandorê li ser avakirin û performansê dike, li navxweyî û navneteweyî bûye mijarek sereke. Lêkolînên heyî bi gelemperî nîşan didin ku parametreyên wekî mezinahiya perçeyên tozê, vîskozîteya şileya madeyê û naveroka hişk bandorek girîng li ser kalîteya avakirinê û taybetmendiyên pîezoelektrîkî yên hilbera dawîn dikin.
Lêkolînan dîtiye ku şileyên seramîk ên ku bi karanîna tozên baryûm tîtanat ên mîkron-, submîkron-, û nano-mezinahî hatine amadekirin di pêvajoyên stereolîtografiyê de (mînak, LCD-SLA) cûdahiyên girîng nîşan didin. Her ku mezinahiya perçeyan kêm dibe, vîskozîteya şileyê bi girîngî zêde dibe, û tozên nano-mezinahî şileyên bi vîskozîteyên ku digihîjin milyaran mPa·s çêdikin. Şileyên bi tozên mîkron di dema çapkirinê de meyla veqetandin û peqandinê dikin, lê tozên submîkron û nano-mezinahî tevgerên avakirinê yên stabîltir nîşan didin. Piştî sinterkirina germahiya bilind, nimûneyên seramîk ên encam densiteyek 5.44 g/cm³, katsayiyek pîezoelektrîk (d₃₃) bi qasî 200 pC/N, û faktorên windabûna kêm bi dest xistin, taybetmendiyên bersiva elektromekanîkî yên hêja nîşan dan.
Herwiha, di pêvajoyên mîkro-stereolîtografiyê de, verastkirina naveroka hişk a şilavên celebê PZT (mînak, 75 wt.%) laşên sinterkirî bi dendika 7.35 g/cm³ derxist holê, ku di bin zeviyên elektrîkê yên polarîzekirinê de sabîteke pîezoelektrîkî heta 600 pC/N bi dest xist. Lêkolîna li ser tezmînata deformasyonê ya pîvana mîkro rastbûna çêkirinê bi girîngî baştir kir, rastbûna geometrîkî heta %80 zêde kir.
Lêkolîneke din li ser seramîkên pîezoelektrîkî yên PMN-PT eşkere kir ku naveroka hişk bandorek girîng li ser avahiya seramîk û taybetmendiyên elektrîkê dike. Di rêjeya %80 ya giraniya hişk de, berhemên alî bi hêsanî di seramîk de xuya bûn; her ku naveroka hişk gihîşt %82 ya giraniya û jortir, berhemên alî hêdî hêdî winda bûn, û avahiya seramîk paqijtir bû, bi performansek girîng çêtir bû. Di rêjeya %82 ya giraniya hişk de, seramîk taybetmendiyên elektrîkê yên çêtirîn nîşan dan: sabîteke pîezoelektrîkî ya 730 pC/N, permîtîfîteya nisbî ya 7226, û windabûna dielektrîkî tenê 0.07.
Bi kurtasî, mezinahiya perçeyan, naveroka hişk, û taybetmendiyên reolojîk ên şilavên seramîk ne tenê bandorê li ser aramî û rastbûna pêvajoya çapkirinê dikin, lê di heman demê de rasterast dendik û bersiva pîezoelektrîkî ya laşên sinterkirî jî diyar dikin, û wan dikin parametreyên sereke ji bo bidestxistina seramîkên pîezoelektrîkî yên çapkirî yên 3D-performansa bilind.
Pêvajoya sereke ya çapkirina LCD-SLA 3D ya nimûneyên BT/UV
Taybetmendiyên seramîkên PMN-PT bi naverokên hişk ên cûda
IV. Sînterkirina Plazmaya Birûsk
Sînterkirina plazmaya şewqê (SPS) teknolojiyeke sinterkirinê ya pêşketî ye ku herika pulsasyonî û zexta mekanîkî ya di heman demê de li ser tozan bikar tîne da ku bi lez û bez denser bibe. Di vê pêvajoyê de, herikîn rasterast qalib û tozê germ dike, germahiya Joule û plazma çêdike, ku di demek kurt de (bi gelemperî di nav 10 hûrdeman de) sinterkirina bi bandor gengaz dike. Germkirina bilez belavbûna rûyê pêş dixe, di heman demê de derxistina şewqê dibe alîkar ku gazên adsorbekirî û tebeqeyên oksîdê ji rûyên tozê werin rakirin, û performansa sinterkirinê baştir bike. Bandora koçberiya elektrîkê ya ku ji hêla zeviyên elektromagnetîk ve tê çêkirin jî belavbûna atomî zêde dike.
Li gorî pêçandina germ a kevneşopî, SPS germkirina rasterasttir bikar tîne, ku di germahiyên nizm de dendikbûnê dihêle di heman demê de bi bandor mezinbûna dendikan asteng dike da ku mîkroavahiyên nazik û yekreng werin bidestxistin. Mînakî:
- Bêyî lêzêdekirinan, bi karanîna toza SiC ya hûrkirî wekî madeya xav, sinterkirina li 2100°C û 70 MPa ji bo 30 hûrdeman nimûneyên bi dendika nisbî ya 98% derxist holê.
- Sinterkirin di 1700°C û 40 MPa de bo 10 xulekan SiC kubîk bi dendika %98 û mezinahiya danan tenê 30-50 nm hilberand.
- Bi karanîna toza SiC ya granulî ya 80 µm û sinterkirina di 1860°C û 50 MPa de ji bo 5 hûrdeman, seramîkên SiC yên performansa bilind bi dendika nisbî ya 98.5%, hişkbûna mîkro ya Vickers a 28.5 GPa, hêza xwarbûnê ya 395 MPa, û berxwedana şikestinê ya 4.5 MPa·m^1/2 çêbûn.
Analîza mîkroavahî nîşan da ku her ku germahiya sinterkirinê ji 1600°C ber bi 1860°C zêde bû, porozîteya materyalê bi girîngî kêm bû, di germahiyên bilind de nêzîkî densiteya tevahî bû.
Mîkroavahîya seramîkên SiC yên ku di germahiyên cuda de hatine sinterkirin: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C û (D) 1860°C
V. Çêkirina Zêdekirî
Çêkirina zêdeker (AM) di demên dawî de ji ber pêvajoya çêkirina xwe ya qat bi qat di çêkirina pêkhateyên seramîk ên tevlihev de potansiyelek mezin nîşan daye. Ji bo seramîkên SiC, gelek teknolojiyên AM hatine pêşve xistin, di nav de jetting binder (BJ), 3DP, sinterkirina lazer a bijartî (SLS), nivîsandina rasterast a bi mûrekê (DIW), û stereolîtografiyê (SL, DLP). Lêbelê, 3DP û DIW xwedî rastbûnek kêmtir in, di heman demê de SLS meyla wê heye ku stresa germî û şikestinan çêbike. Berevajî vê, BJ û SL di hilberîna seramîkên tevlihev ên paqijiya bilind û rastbûna bilind de avantajên mezintir pêşkêş dikin.
- Binder Jetting (BJ)
Teknolojiya BJ tê de rijandina qat bi qat a pêvekerê bo toza girêdanê heye, dû re jî ji hev veqetandin û sinterkirin ji bo bidestxistina berhema seramîk a dawîn. Bi hevberkirina BJ bi înfîltrasyona buhara kîmyewî (CVI), seramîkên SiC yên bi tevahî krîstalî û paqijiya bilind bi serkeftî hatin amadekirin. Pêvajo ev tiştan dihewîne:
① Çêkirina laşên kesk ên seramîk ên SiC bi karanîna BJ.
② Densîfîzekirin bi rêya CVI di 1000°C û 200 Torr de.
③ Seramîka SiC ya dawî xwedî densiteya 2.95 g/cm³, şiyana germî ya 37 W/m·K, û hêza xwarbûnê ya 297 MPa bû.
Nexşeya şematîk a çapkirina bi jetê adhesive (BJ). (A) Modela sêwirana bi alîkariya komputerê (CAD), (B) nexşeya şematîk a prensîba BJ, (C) çapkirina SiC bi BJ, (D) dendikkirina SiC bi înfîltrasyona buhara kîmyewî (CVI)
- Stereolîtografî (SL)
SL teknolojiyeke çêkirina seramîk a li ser bingeha UV-saxkirinê ye ku xwedî rastbûneke pir bilind û şiyanên çêkirina avahiya tevlihev e. Ev rêbaz şileyên seramîk ên hestiyar ên foton bi naveroka hişk a bilind û vîskozîteya kêm bikar tîne da ku laşên kesk ên seramîk ên 3D bi rêya fotopolimerizasyonê çêbike, dû re jî ji hev veqetandin û sinterkirina germahiya bilind ji bo bidestxistina berhema dawîn.
Bi karanîna şileya SiC ya 35% vol., laşên kesk ên 3D yên bi kalîte bilind di bin tîrêjên UV yên 405 nm de hatin amadekirin û bi rêya şewitandina polîmer di 800°C û dermankirina PIP de bêtir hatin dendikkirin. Encam nîşan dan ku nimûneyên ku bi şileya 35% vol. hatine amadekirin, dendika nisbî ya 84.8% bi dest xistine, ku ji komên kontrolê yên 30% û 40% çêtir performans nîşan dane.
Bi danasîna SiO₂ ya lîpofîlîk û rezîna epoksî ya fenolîk (PEA) ji bo guhertina şilavê, performansa fotopolîmerîzasyonê bi bandor hate baştirkirin. Piştî sinterkirinê li 1600°C ji bo 4 demjimêran, veguherînek hema hema temam bo SiC hate bidestxistin, bi naveroka oksîjena dawîn a tenê 0,12%, ku rê li ber çêkirina yek-gavî ya seramîkên SiC yên paqijiya bilind û bi avahiyek tevlihev bêyî gavên pêş-oksîdasyon an pêş-înfîltrasyonê vekir.
Wêneyê avahiya çapkirinê û pêvajoya sinterkirina wê. Xuyabûna nimûneyê piştî zuwakirinê li (A) 25°C, pîrolîzê li (B) 1000°C, û sinterkirinê li (C) 1600°C.
Bi sêwirandina şileyên seramîk ên Si₃N₄ yên hesas ên fotosentez ji bo çapkirina stereolîtografiya 3D û bi karanîna pêvajoyên vekirina girêdanê-pêş-sinterkirinê û pîrbûna germahiya bilind, seramîkên Si₃N₄ bi dendika teorîk a 93.3%, berxwedana kişandinê ya 279.8 MPa, û berxwedana xwarbûnê ya 308.5–333.2 MPa hatin amadekirin. Lêkolînan dît ku di bin şert û mercên naveroka hişk a 45% vol û dema ekspozasyonê ya 10 saniyeyan de, laşên kesk ên yek-qatî bi rastbûna sarbûnê ya asta IT77 dikarin werin bidestxistin. Pêvajoyek vekirina germahiya nizm bi rêjeya germkirinê ya 0.1 °C/min alîkarî kir ku laşên kesk ên bê şikestin werin hilberandin.
Sînterkirin gaveke girîng e ku bandorê li performansa dawî di stereolîtografiyê de dike. Lêkolîn nîşan didin ku zêdekirina alîkarên sinterkirinê dikare bi bandor dendika seramîk û taybetmendiyên mekanîkî baştir bike. Bi karanîna CeO₂ wekî alîkarek sinterkirinê û teknolojiya sinterkirina bi alîkariya zeviya elektrîkê ji bo amadekirina seramîkên Si₃N₄ yên dendika bilind, hat dîtin ku CeO₂ li sînorên dendikan vediqete, şemitîna sînorên dendikan û dendikbûnê pêş dixe. Seramîkên encam hişkiya Vickers a HV10/10 (1347.9 ± 2.4) û berxwedana şikestinê ya (6.57 ± 0.07) MPa·m¹/² nîşan dan. Bi MgO–Y₂O₃ wekî lêzêdeker, homojeniya mîkroavahiyê ya seramîk hate baştirkirin, ku performansê bi girîngî zêde kir. Di asta dopingê ya giştî ya 8 wt.% de, hêza xwarbûnê û guhêrbariya germî gihîştin 915.54 MPa û 59.58 W·m⁻¹·K⁻¹, bi rêzê ve.
VI. Encam
Bi kurtasî, seramîkên karbîda silîkonê (SiC) yên paqijiya bilind, wekî materyalek seramîk a endezyariyê ya berbiçav, perspektîfên serîlêdanê yên berfireh di nîvconductors, hewavaniyê û alavên şert û mercên dijwar de nîşan dane. Vê gotarê bi awayekî sîstematîk pênc rêyên amadekirinê yên tîpîk ji bo seramîkên SiC yên paqijiya bilind - sinterkirina ji nû ve krîstalîzekirinê, sinterkirina bê zext, pêlkirina germ, sinterkirina plazmaya şewqê, û çêkirina lêzêdekirinê - bi nîqaşên berfireh li ser mekanîzmayên wan ên densifiasyonê, çêtirkirina parametreyên sereke, performansa materyalê, û avantaj û sînorkirinên têkildar analîz kiriye.
Eşkere ye ku her yek ji pêvajoyên cûda di warê bidestxistina paqijiya bilind, dendika bilind, avahiyên tevlihev û gengaziya pîşesaziyê de xwedî taybetmendiyên bêhempa ne. Bi taybetî, teknolojiya hilberîna lêzêdekirinê di çêkirina pêkhateyên bi şiklên tevlihev û xwerû de potansiyelek xurt nîşan daye, bi pêşketinên di warên jêrîn de wekî stereolîtografî û jettinga girêdanê, ku ew dike rêgezek pêşveçûnê ya girîng ji bo amadekirina seramîk a SiC ya paqijiya bilind.
Lêkolînên pêşerojê li ser amadekirina seramîkên SiC yên paqijiya bilind hewce ne ku kûrtir biçin, veguherîna ji sepanên endezyariyê yên di asta laboratûarê de ber bi sepanên endezyariyê yên di asta mezin û pir pêbawer de pêşve bibin, bi vî rengî piştgiriyek materyalê ya krîtîk ji bo çêkirina alavên asta bilind û teknolojiyên agahdariyê yên nifşê pêşerojê peyda bikin.
XKH pargîdaniyek teknolojiya bilind e ku pisporê lêkolîn û hilberîna materyalên seramîk ên performansa bilind e. Ew ji bo peydakirina çareseriyên xwerû ji bo xerîdaran di forma seramîkên silicon carbide (SiC) yên paqijiya bilind de veqetandî ye. Şîrket xwedan teknolojiyên amadekirina materyalê yên pêşkeftî û kapasîteyên pêvajoyê yên rast e. Karsaziya wê lêkolîn, hilberîn, pêvajoya rast, û dermankirina rûyê seramîkên SiC yên paqijiya bilind vedihewîne, ku hewcedariyên hişk ên nîvconductor, enerjiya nû, hewavaniyê û warên din ji bo pêkhateyên seramîk ên performansa bilind bicîh tîne. Bi karanîna pêvajoyên sinterkirina gihîştî û teknolojiyên çêkirina lêzêdekirinê, em dikarin ji xerîdaran re xizmetek yek-rawestî ji çêtirkirina formula materyalê, avakirina avahiya tevlihev bigire heya pêvajoya rast pêşkêş bikin, piştrast bikin ku hilber xwedan taybetmendiyên mekanîkî yên hêja, aramiya germî û berxwedana korozyonê ne.
Dema şandinê: 30ê Tîrmehê-2025