silisiumkarbidkeramikk

Strukturell keramikk, også kjent som ingeniørkeramikk, er en klasse avansert keramikk som hovedsakelig utøver de mekaniske, termiske, kjemiske og andre effekter av materialer. Strukturell keramikk har egenskapene til høy temperaturbestandighet, slitestyrke, korrosjonsbestandighet, oksidasjonsbestandighet og lav kryp under høy temperatur. De tåler det tøffe arbeidsmiljøet som metallmaterialer og polymermaterialer ikke er kompetente for. De er mye brukt i luftfart, maskiner, bil, metallurgi, kjemisk industri, elektronikk og andre felt, og har blitt en klasse av keramiske materialer som utvikler seg veldig raskt. strukturell keramikk inkluderer hovedsakelig oksidkeramikk, nitridkeramikk og karbidkeramikk. Silisiumkarbidkeramikk er hovedsakelig introdusert nedenfor. Silisiumkarbid, ofte kjent som karborundum, også kjent som karborundum, er en typisk kovalent bindingsforbindelse som nesten ikke eksisterer i naturen. I 1890, da Eword og G. Acheson ønsket å syntetisere diamant ved å tilsette silisium i karbon som en katalysator, fremstilte de silisiumkarbid. I dag studeres og utvikles det fortsatt.

Silisiumkarbid ble opprinnelig brukt på grunn av sin superharde ytelse, som kan tilberedes til forskjellige slipeskiver, slipende klut, slipepapir og forskjellige slipemidler, og er mye brukt i den mekaniske prosessindustrien. Under andre verdenskrig ble silisiumkarbidkeramikk funnet at den også kunne brukes som reduksjonsmiddel og et varmeelement i stålproduksjon, og dermed fremme den raske utviklingen. Med den videre forskningen er det funnet at den har mange utmerkede egenskaper, for eksempel høy temperaturstabilitet, høy varmeledningsevne, syre- og alkalikorrosjonsbestandighet, lav ekspansjonskoeffisient og god motstand mot termisk sjokk.

Det er hovedsakelig to krystallformer av silisiumkarbid, nemlig: kubisk β- SIC4 og sekskantet α- SIC。 De grunnleggende strukturelle enhetene i silisiumkarbidgitteret er SIC4- og CSI4-tetraedroner som griper inn i hverandre. Tetraedrene deler samme kant for å danne et plant lag, og toppunktene er forbundet med neste lag av tetraedre for å danne en tredimensjonal mekanisme. Siden ulike sekvenser av tetraederstabler kan danne forskjellige strukturer, har man så langt funnet hundrevis av varianter. Vanligvis brukes kortfattede og intuitive symboler, nemlig bokstavene C, H, R, for å representere gittertypen, og antall lag i enhetscellen brukes for å vise forskjellen. Selv om gitterkonstantene til disse polymorfene er forskjellige, er det ingen åpenbar endring i stoffene i dem. silisiumkarbidkeramikk er en typisk valensforbindelse, men det finnes også noen ioniske typer. I følge teoretisk beregning tilhører 78% av den totale energien til SI-C-binding kovalent tilstand og 22% tilhører ionisk tilstand. På grunn av den lille størrelsen på S- og C-atomer, bindingslengden og sterk kovalens, har silisiumkarbidkeramikk en rekke egenskaper, for eksempel høy hardhet, viss mekanisk styrke og vanskelig sintring.

Silisiumkarbid er en typisk kovalent bindingsbundet stabil forbindelse. I tillegg er diffusjonskoeffisienten lav, noe som gjør det vanskelig å fortette ved konvensjonelle sintringsmetoder. Det er nødvendig å legge til noen sintringshjelpemidler for å øke overflateenergien eller overflatearealet og vedta spesielle prosesser for å oppnå tett silisiumkarbidkeramikk. I henhold til sintringsprosessen kan silisiumkarbid deles inn i omkrystallisert silisiumkarbidkeramikk, reaksjonssintret silisiumkarbidkeramikk, trykkløs sintret silisiumkarbidkeramikk, varmpresset sintret silisiumkarbidkeramikk, høytemperatur varm isostatisk pressende sintret silisiumkarbidkeramikk og kjemisk dampavsetning silisiumkarbid. Egenskapene til silisiumkarbid fremstilt ved forskjellige prosesser er ganske forskjellige, det vil si at SIC fremstilt ved samme prosess har dårlig ytelse på grunn av forskjellige råvarer og tilsetningsstoffer.