Apakah faktor yang mempengaruhi kekuatan seramik silikon karbida?

1. Faktor bahan mentah
Kualiti serbuk silikon karbida: termasuk ketulenan, pengedaran saiz zarah, bentuk zarah, dll. Serbuk karbida silikon ketulenan tinggi biasanya boleh menghasilkan seramik dengan kekuatan yang lebih tinggi. Serbuk dengan pengedaran saiz zarah yang seragam dan halus adalah kondusif untuk pensinteran kepadatan dan meningkatkan kekuatan. Serbuk dengan bentuk zarah biasa dan sfera yang baik lebih mudah disusun dengan ketat semasa pengacuan dan pensinteran, dengan itu meningkatkan kekuatan seramik.
Jenis dan kandungan bahan tambahan: Untuk menggalakkan pensinteran seramik silikon karbida, beberapa alat pensinteran sering ditambah. Aditif yang berbeza mempunyai kesan yang berbeza terhadap kekuatan. Sebagai contoh, beberapa bahan tambahan oksida logam boleh membentuk fasa cecair semasa pensinteran, menggalakkan penyebaran bahan dan pertumbuhan bijirin, dengan itu meningkatkan kekuatan; tetapi jika jumlah yang ditambah terlalu banyak, ia boleh membawa kepada fasa sisa yang berlebihan, yang akan mengurangkan kekuatan.
2. Faktor proses penyediaan
Kaedah pengacuan: Kaedah pengacuan yang berbeza akan menjejaskan ketumpatan dan struktur mikro seramik, dengan itu menjejaskan kekuatan. Sebagai contoh, pengacuan menekan panas biasanya boleh menghasilkan seramik silikon karbida dengan ketumpatan tinggi dan kekuatan tinggi, kerana di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi, zarah-zarah terikat lebih rapat. Ketumpatan seramik yang disediakan melalui kaedah seperti pengacuan suntikan gelincir adalah agak rendah, dan kekuatan juga mungkin terjejas pada tahap tertentu.
Suhu dan masa pensinteran: Suhu dan masa pensinteran mempunyai pengaruh penting ke atas kekuatan seramik silikon karbida. Meningkatkan suhu pensinteran dengan sewajarnya boleh menggalakkan pertumbuhan bijirin dan penyebaran bahan, dan meningkatkan ketumpatan dan kekuatan seramik. Walau bagaimanapun, jika suhu terlalu tinggi, ia boleh menyebabkan pertumbuhan bijian yang tidak normal, kecacatan seperti liang dan mengurangkan kekuatan. Masa pensinteran yang terlalu lama atau terlalu singkat juga akan memberi kesan buruk terhadap kekuatan.
Kawalan atmosfera: Suasana semasa proses pensinteran juga mempengaruhi kekuatan seramik silikon karbida. Pensinteran dalam suasana lengai atau suasana pengurangan boleh mengelakkan pengoksidaan silikon karbida, yang bermanfaat untuk meningkatkan kekuatan. Pensinteran dalam suasana pengoksidaan boleh menyebabkan lapisan oksida terbentuk pada permukaan silikon karbida, menjejaskan ikatan antara zarah dan mengurangkan kekuatan.
3. Faktor mikrostruktur
Saiz bijirin: Secara umumnya, semakin kecil saiz bijian, semakin tinggi kekuatan seramik silikon karbida. Ini kerana seramik berbutir halus mempunyai lebih banyak sempadan bijian, yang boleh menghalang pengembangan retak, seterusnya meningkatkan kekuatan. Di samping itu, seramik berbutir halus biasanya lebih padat, yang bermanfaat untuk meningkatkan kekuatan.
Struktur sempadan bijian: Struktur dan sifat sempadan bijian mempunyai pengaruh penting terhadap kekuatan seramik silikon karbida. Ikatan sempadan butiran yang baik boleh meningkatkan kekuatan seramik, manakala kekotoran, liang dan kecacatan lain pada sempadan butiran akan mengurangkan kekuatan. Dengan mengawal proses pensinteran dan menambah bahan tambahan yang sesuai, struktur sempadan butiran boleh dipertingkatkan dan kekuatan seramik dapat dipertingkatkan.
Keliangan: Kehadiran liang akan mengurangkan kekuatan seramik silikon karbida. Porositi bukan sahaja akan mengurangkan kawasan galas yang berkesan, tetapi juga menjadi titik kepekatan tegasan, yang mudah menyebabkan penyebaran retak. Oleh itu, mengurangkan keliangan seramik adalah salah satu cara penting untuk meningkatkan kekuatan.
4. Faktor persekitaran penggunaan
Suhu: Kekuatan seramik silikon karbida akan berubah dengan peningkatan suhu. Dalam julat suhu tertentu, kekuatan mungkin berkurangan dengan peningkatan suhu. Ini kerana resapan atom dipercepatkan pada suhu tinggi, daya ikatan sempadan butiran menjadi lemah, dan rayapan dan fenomena lain mungkin berlaku, mengakibatkan kekuatan berkurangan.
Kakisan kimia: Dalam sesetengah persekitaran yang menghakis, seramik silikon karbida mungkin terhakis secara kimia, dengan itu mengurangkan kekuatan. Contohnya, dalam asid kuat, alkali kuat dan persekitaran lain, silikon karbida mungkin mengalami tindak balas kimia, mengakibatkan kakisan permukaan dan kerosakan struktur, mengurangkan kekuatan.
Tegasan mekanikal: Semasa penggunaan, jika seramik silikon karbida tertakluk kepada tekanan mekanikal yang berlebihan, seperti hentaman, getaran, dsb., keretakan mungkin terhasil dan mengembang, mengurangkan kekuatan. Di samping itu, tekanan kitaran jangka panjang juga boleh menyebabkan kerosakan keletihan dan mengurangkan kekuatan seramik.
Jika anda ingin mengetahui faktor yang mempengaruhi kekuatan seramik silikon karbida, anda dialu-alukan untuk mengikuti www.ceramicstimes.com!