kiselkarbidkeramik

Strukturkeramik, även känd som teknisk keramik, är en klass av avancerad keramik som huvudsakligen utövar de mekaniska, termiska, kemiska och andra effekterna av material. Strukturkeramik har egenskaperna för hög temperaturbeständighet, slitstyrka, korrosionsbeständighet, oxidationsbeständighet och låg krypning under hög temperatur. De kan motstå den hårda arbetsmiljön som metallmaterial och polymermaterial inte är kompetenta för. De används ofta inom flyg, maskiner, bil, metallurgi, kemisk industri, elektronik och andra områden och har blivit en klass av keramiska material som utvecklas mycket snabbt. Strukturkeramik inkluderar huvudsakligen oxidkeramik, nitridkeramik och karbidkeramik. Kiselkarbidkeramik introduceras huvudsakligen nedan. Kiselkarbid, allmänt känd som karborundum, även känd som karborundum, är en typisk kovalent bindningsförening som nästan inte finns i naturen. År 1890, när Eword och G. Acheson ville syntetisera diamant genom att tillsätta kisel i kol som katalysator, framställde de kiselkarbid. Idag studeras och utvecklas den fortfarande.

Kiselkarbid användes ursprungligen på grund av dess superhårda prestanda, som kan beredas till olika slipskivor, slipduk, slippapper och olika slipmedel, och används ofta i den mekaniska bearbetningsindustrin. Under andra världskriget fann man att kiselkarbidkeramik också kunde användas som reduktionsmedel och värmeelement vid ståltillverkning, vilket främjade dess snabba utveckling. Med den fortsatta forskningen konstateras att den har många utmärkta egenskaper, såsom hög temperaturstabilitet, hög värmeledningsförmåga, syra- och alkalikorrosionsbeständighet, låg expansionskoefficient och god motståndskraft mot termisk chock.

Det finns huvudsakligen två kristallformer av kiselkarbid, nämligen: kubisk β- SIC4 och hexagonal α- SIC。 De grundläggande strukturella enheterna i kiselkarbidgitteret är SIC4- och CSI4-tetraedrar som genomtränger varandra. Tetraederna delar samma kant för att bilda ett planlager, och hörnen är anslutna till nästa lager av tetraeder för att bilda en tredimensionell mekanism. Eftersom olika tetraederstaplingssekvenser kan bilda olika strukturer har hundratals varianter hittats hittills. I allmänhet används kortfattade och intuitiva symboler, nämligen bokstäverna C, H, R, för att representera gittertypen, och antalet lager som ingår i enhetscellen används för att visa skillnaden. Även om gitterkonstanterna för dessa polymorfer är olika, finns det ingen uppenbar förändring i ämnena i dem. kiselkarbidkeramik är en typisk valensförening, men det finns också några joniska typer. Enligt teoretisk beräkning tillhör 78% av den totala energin i SI-C-bindningen kovalent tillstånd och 22% tillhör joniskt tillstånd. På grund av den lilla storleken på S- och C-atomer, bindningslängden och den starka kovalensen har kiselkarbidkeramik en serie egenskaper, såsom hög hårdhet, viss mekanisk hållfasthet och svår sintring.

Kiselkarbid är en typisk kovalent bindningsbunden stabil förening. Dessutom är dess diffusionskoefficient låg, vilket gör det svårt att förtäta med konventionella sintringsmetoder. Det är nödvändigt att lägga till några sintringshjälpmedel för att öka ytenergin eller ytan och anta speciella processer för att erhålla tät kiselkarbidkeramik. Enligt sintringsprocessen kan kiselkarbid delas in i omkristalliserad kiselkarbidkeramik, reaktionssintrad kiselkarbidkeramik, trycklös sintrad kiselkarbidkeramik, varmpressad sintrad kiselkarbidkeramik, högtemperatur varm isostatisk pressning sintrad kiselkarbidkeramik och kemisk ångavsättning kiselkarbid. Egenskaperna hos kiselkarbid framställd genom olika processer är helt olika, det vill säga SIC framställd genom samma process har dålig prestanda på grund av olika råvaror och tillsatser.