సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ కోసం 9 సింటరింగ్ టెక్నిక్స్ యొక్క సమీక్ష

సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC), ఒక ప్రముఖ నిర్మాణ సిరామిక్, అధిక-ఉష్ణోగ్రత బలం, కాఠిన్యం, సాగే మాడ్యులస్, దుస్తులు నిరోధకత, ఉష్ణ వాహకత మరియు తుప్పు నిరోధకతతో సహా అసాధారణమైన లక్షణాలకు ప్రసిద్ధి చెందింది. అధిక-ఉష్ణోగ్రత కొలిమి ఫర్నిచర్, బర్నర్ నాజిల్‌లు, హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్‌లు, సీలింగ్ రింగ్‌లు మరియు స్లైడింగ్ బేరింగ్‌లలో సాంప్రదాయ పారిశ్రామిక ఉపయోగాల నుండి బాలిస్టిక్ కవచం, స్పేస్ మిర్రర్స్, సెమీకండక్టర్ వేఫర్ చక్స్ వంటి అధునాతన అప్లికేషన్‌ల వరకు ఈ లక్షణాలు విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాలకు అనుకూలంగా ఉంటాయి. మరియు అణు ఇంధన క్లాడింగ్.

యొక్క తుది లక్షణాలను నిర్ణయించడంలో సింటరింగ్ ప్రక్రియ కీలకంSiC సిరామిక్స్. రియాక్షన్ సింటరింగ్, ప్రెజర్‌లెస్ సింటరింగ్, రీక్రిస్టలైజేషన్ సింటరింగ్ మరియు హాట్ ప్రెస్సింగ్ వంటి స్థాపించబడిన పద్ధతుల నుండి స్పార్క్ ప్లాస్మా సింటరింగ్, ఫ్లాష్ సింటరింగ్ మరియు ఓసిలేటరీ ప్రెజర్ సింటరింగ్ వంటి ఇటీవలి ఆవిష్కరణల వరకు విస్తృతమైన పరిశోధన వివిధ సింటరింగ్ టెక్నిక్‌ల అభివృద్ధికి దారితీసింది.

ఇక్కడ తొమ్మిది ప్రముఖుల దగ్గరి పరిశీలన ఉందిSiC సిరామిక్సింటరింగ్ పద్ధతులు:

1. హాట్ నొక్కడం:

అల్లిగ్రో మరియు ఇతరులచే మార్గదర్శకత్వం చేయబడింది. నార్టన్ కంపెనీలో, వేడి నొక్కడం అనేది ఏకకాలంలో వేడిని మరియు ఒత్తిడిని వర్తింపజేస్తుందిSiC పొడిఒక డై లోపల కాంపాక్ట్. ఈ పద్ధతి ఏకకాల సాంద్రత మరియు ఆకృతిని అనుమతిస్తుంది. ప్రభావవంతంగా ఉన్నప్పుడు, వేడి నొక్కడం కోసం సంక్లిష్ట పరికరాలు, ప్రత్యేకమైన డైస్ మరియు కఠినమైన ప్రక్రియ నియంత్రణ అవసరం. దీని పరిమితుల్లో అధిక శక్తి వినియోగం, పరిమిత ఆకృతి సంక్లిష్టత మరియు అధిక ఉత్పత్తి ఖర్చులు ఉన్నాయి.

2. రియాక్షన్ సింటరింగ్:

1950వ దశకంలో P. పాప్పర్‌చే మొదటిసారిగా ప్రతిపాదించబడిన ప్రతిచర్య సింటరింగ్‌లో మిక్సింగ్ ఉంటుందిSiC పొడికార్బన్ మూలంతో. స్లిప్ కాస్టింగ్, డ్రై ప్రెస్సింగ్ లేదా కోల్డ్ ఐసోస్టాటిక్ నొక్కడం ద్వారా ఏర్పడిన ఆకుపచ్చ శరీరం, సిలికాన్ చొరబాటు ప్రక్రియకు లోనవుతుంది. వాక్యూమ్ లేదా జడ వాతావరణంలో 1500°C కంటే ఎక్కువ వేడి చేయడం వల్ల సిలికాన్ కరుగుతుంది, ఇది కేశనాళిక చర్య ద్వారా పోరస్ శరీరంలోకి చొరబడుతుంది. ద్రవ లేదా వాయు సిలికాన్ కార్బన్‌తో చర్య జరిపి, ఇన్-సిటు β-SiCని ఏర్పరుస్తుంది, ఇది ఇప్పటికే ఉన్న SiC కణాలతో బంధిస్తుంది, ఫలితంగా దట్టమైన సిరామిక్ ఏర్పడుతుంది.

ప్రతిచర్య-బంధిత SiC తక్కువ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రతలు, ఖర్చు-ప్రభావం మరియు అధిక సాంద్రతను కలిగి ఉంటుంది. సింటరింగ్ సమయంలో అతితక్కువ సంకోచం పెద్ద, సంక్లిష్ట-ఆకారపు భాగాలకు ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా ఉంటుంది. సాధారణ అనువర్తనాల్లో అధిక-ఉష్ణోగ్రత కొలిమి ఫర్నిచర్, రేడియంట్ ట్యూబ్‌లు, ఉష్ణ వినిమాయకాలు మరియు డీసల్ఫరైజేషన్ నాజిల్‌లు ఉన్నాయి.

RBSiC బోట్ యొక్క సెమికోరెక్స్ ప్రాసెస్ రూట్

3. ఒత్తిడి లేని సింటరింగ్:

S. ప్రోచాజ్కా మరియు ఇతరులచే అభివృద్ధి చేయబడింది. 1974లో GEలో, ఒత్తిడి లేని సింటరింగ్ బాహ్య ఒత్తిడి అవసరాన్ని తొలగిస్తుంది. సింటరింగ్ సంకలితాల సహాయంతో జడ వాతావరణంలో వాతావరణ పీడనం (1.01×105 Pa) కింద 2000-2150 ° C వద్ద సాంద్రత ఏర్పడుతుంది. ఒత్తిడి లేని సింటరింగ్‌ను ఘన-స్థితి మరియు ద్రవ-దశ సింటరింగ్‌గా వర్గీకరించవచ్చు.

సాలిడ్-స్టేట్ ప్రెజర్‌లెస్ సింటరింగ్ ఇంటర్‌గ్రాన్యులర్ గ్లాస్ ఫేసెస్ లేకుండా అధిక సాంద్రతలను (3.10-3.15 గ్రా/సెం3) సాధిస్తుంది, దీని ఫలితంగా అసాధారణమైన అధిక-ఉష్ణోగ్రత యాంత్రిక లక్షణాలు ఏర్పడతాయి, వినియోగ ఉష్ణోగ్రతలు 1600°Cకి చేరుకుంటాయి. అయినప్పటికీ, అధిక సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అధిక ధాన్యం పెరుగుదల బలాన్ని ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

లిక్విడ్-ఫేజ్ ప్రెజర్‌లెస్ సింటరింగ్ SiC సిరామిక్స్ యొక్క అప్లికేషన్ పరిధిని విస్తృతం చేస్తుంది. ఒకే భాగం లేదా బహుళ భాగాల యొక్క యుటెక్టిక్ ప్రతిచర్యను కరిగించడం ద్వారా ఏర్పడిన ద్రవ దశ, అధిక డిఫ్యూసివిటీ పాత్‌ను అందించడం ద్వారా డెన్సిఫికేషన్ కైనటిక్స్‌ను మెరుగుపరుస్తుంది, ఇది ఘన-స్థితి సింటరింగ్‌తో పోలిస్తే తక్కువ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రతలకు దారితీస్తుంది. లిక్విడ్-ఫేజ్ సింటెర్డ్ SiCలో చక్కటి ధాన్యం పరిమాణం మరియు అవశేష ఇంటర్‌గ్రాన్యులర్ లిక్విడ్ ఫేజ్ ట్రాన్స్‌గ్రాన్యులర్ నుండి ఇంటర్‌గ్రాన్యులర్ ఫ్రాక్చర్‌కు పరివర్తనను ప్రోత్సహిస్తుంది, ఫ్లెక్చరల్ బలం మరియు ఫ్రాక్చర్ మొండితనాన్ని పెంచుతుంది.

ప్రెజర్‌లెస్ సింటరింగ్ అనేది ఖర్చు-ప్రభావం మరియు ఆకృతి బహుముఖత వంటి ప్రయోజనాలతో కూడిన పరిణతి చెందిన సాంకేతికత. సాలిడ్-స్టేట్ సింటెర్డ్ SiC, ప్రత్యేకించి, అధిక సాంద్రత, ఏకరీతి మైక్రోస్ట్రక్చర్ మరియు అద్భుతమైన మొత్తం పనితీరును అందిస్తుంది, ఇది సీలింగ్ రింగ్‌లు మరియు స్లైడింగ్ బేరింగ్‌లు వంటి దుస్తులు మరియు తుప్పు-నిరోధక భాగాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

ఒత్తిడి లేని సింటెర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ ఆర్మర్

4. రీక్రిస్టలైజేషన్ సింటరింగ్:

1980లలో, క్రీగెస్‌మాన్ అధిక-పనితీరు గల రీక్రిస్టలైజ్డ్ యొక్క కల్పనను ప్రదర్శించాడుSiC సిరామిక్స్స్లిప్ కాస్టింగ్ ద్వారా 2450°C వద్ద సింటరింగ్ చేయాలి. FCT (జర్మనీ) మరియు నార్టన్ (USA) ద్వారా పెద్ద-స్థాయి ఉత్పత్తి కోసం ఈ సాంకేతికత త్వరగా స్వీకరించబడింది.

రీక్రిస్టలైజ్డ్ SiC వివిధ పరిమాణాల SiC కణాలను ప్యాక్ చేయడం ద్వారా ఏర్పడిన ఆకుపచ్చ శరీరాన్ని సింటరింగ్ చేస్తుంది. నియంత్రిత వాతావరణంలో 2100 ° C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పెద్ద కణాల సంపర్క బిందువుల వద్ద ఆవిరైన మరియు ఘనీభవించిన ముతక కణాల అంతరాలలో ఏకరీతిగా పంపిణీ చేయబడిన సూక్ష్మ కణాలు. ఈ బాష్పీభవన-కండెన్సేషన్ మెకానిజం కణ మెడల వద్ద కొత్త ధాన్యం సరిహద్దులను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది ధాన్యం పెరుగుదలకు, మెడ ఏర్పడటానికి మరియు అవశేష సచ్ఛిద్రతతో కూడిన శరీరానికి దారి తీస్తుంది.

రీక్రిస్టలైజ్డ్ SiC యొక్క ముఖ్య లక్షణాలు:

కనిష్ట సంకోచం: సింటరింగ్ సమయంలో ధాన్యం సరిహద్దు లేకపోవటం లేదా వాల్యూమ్ డిఫ్యూజన్ కారణంగా అతితక్కువ సంకోచం ఏర్పడుతుంది.

నియర్-నెట్ షేపింగ్: సింటర్డ్ డెన్సిటీ గ్రీన్ బాడీ డెన్సిటీకి దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది.

క్లీన్ గ్రెయిన్ బౌండరీస్: రీక్రిస్టలైజ్డ్ SiC గాజు దశలు లేదా మలినాలు లేని క్లీన్ గ్రెయిన్ సరిహద్దులను ప్రదర్శిస్తుంది.

అవశేష సచ్ఛిద్రత: సింటర్ చేయబడిన శరీరం సాధారణంగా 10-20% సచ్ఛిద్రతను కలిగి ఉంటుంది.

5. హాట్ ఐసోస్టాటిక్ ప్రెస్సింగ్ (HIP):

HIP సాంద్రతను పెంచడానికి జడ వాయువు పీడనాన్ని (సాధారణంగా ఆర్గాన్) ఉపయోగిస్తుంది. SiC పౌడర్ కాంపాక్ట్, ఒక గాజు లేదా మెటల్ కంటైనర్‌లో సీలు చేయబడింది, కొలిమిలో ఐసోస్టాటిక్ ఒత్తిడికి లోనవుతుంది. ఉష్ణోగ్రత సింటరింగ్ పరిధికి పెరిగినప్పుడు, కంప్రెసర్ అనేక మెగాపాస్కల్‌ల ప్రారంభ వాయువు పీడనాన్ని నిర్వహిస్తుంది. తాపన సమయంలో ఈ పీడనం క్రమంగా పెరుగుతుంది, 200 MPa వరకు చేరుకుంటుంది, అంతర్గత రంధ్రాలను సమర్థవంతంగా తొలగిస్తుంది మరియు అధిక సాంద్రతను పొందుతుంది.

6. స్పార్క్ ప్లాస్మా సింటరింగ్ (SPS):

SPS అనేది లోహాలు, సెరామిక్స్ మరియు మిశ్రమాలతో సహా దట్టమైన పదార్థాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక నవల పౌడర్ మెటలర్జీ టెక్నిక్. ఇది పల్సెడ్ ఎలక్ట్రికల్ కరెంట్ మరియు పౌడర్ పార్టికల్స్ మధ్య స్పార్క్ ప్లాస్మాను ఉత్పత్తి చేయడానికి అధిక-శక్తి విద్యుత్ పల్స్‌లను ఉపయోగిస్తుంది. ఈ స్థానికీకరించిన తాపన మరియు ప్లాస్మా ఉత్పత్తి సాపేక్షంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు మరియు తక్కువ వ్యవధిలో సంభవిస్తుంది, ఇది వేగవంతమైన సింటరింగ్‌ని అనుమతిస్తుంది. ప్రక్రియ ప్రభావవంతంగా ఉపరితల కలుషితాలను తొలగిస్తుంది, కణ ఉపరితలాలను సక్రియం చేస్తుంది మరియు వేగవంతమైన సాంద్రతను ప్రోత్సహిస్తుంది. Al2O3 మరియు Y2O3లను సింటరింగ్ ఎయిడ్స్‌గా ఉపయోగించి దట్టమైన SiC సిరామిక్‌లను రూపొందించడానికి SPS విజయవంతంగా ఉపయోగించబడింది.

7. మైక్రోవేవ్ సింటరింగ్:

సాంప్రదాయిక తాపన వలె కాకుండా, మైక్రోవేవ్ సింటరింగ్ వాల్యూమెట్రిక్ హీటింగ్ మరియు సింటరింగ్‌ను సాధించడానికి మైక్రోవేవ్ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రంలో పదార్థాల విద్యుద్వాహక నష్టాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. ఈ పద్ధతి తక్కువ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రతలు, వేగవంతమైన వేడి రేట్లు మరియు మెరుగైన సాంద్రత వంటి ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది. మైక్రోవేవ్ సింటరింగ్ సమయంలో మెరుగైన సామూహిక రవాణా కూడా చక్కటి-కణిత సూక్ష్మ నిర్మాణాలను ప్రోత్సహిస్తుంది.

8. ఫ్లాష్ సింటరింగ్:

ఫ్లాష్ సింటరింగ్ (FS) దాని తక్కువ శక్తి వినియోగం మరియు అల్ట్రా-ఫాస్ట్ సింటరింగ్ గతిశాస్త్రం కోసం దృష్టిని ఆకర్షించింది. ఈ ప్రక్రియలో ఫర్నేస్‌లోని గ్రీన్ బాడీకి వోల్టేజ్‌ని వర్తింపజేయడం జరుగుతుంది. థ్రెషోల్డ్ ఉష్ణోగ్రతను చేరుకున్న తర్వాత, కరెంట్‌లో అకస్మాత్తుగా నాన్-లీనియర్ పెరుగుదల వేగవంతమైన జూల్ హీటింగ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది సెకన్లలో దాదాపు తక్షణ సాంద్రతకు దారితీస్తుంది.

9. ఓసిలేటరీ ప్రెజర్ సింటరింగ్ (OPS):

సింటరింగ్ సమయంలో డైనమిక్ ప్రెజర్‌ను ప్రవేశపెట్టడం వలన కణ ఇంటర్‌లాకింగ్ మరియు సముదాయానికి అంతరాయం ఏర్పడుతుంది, రంధ్రాల పరిమాణం మరియు పంపిణీని తగ్గిస్తుంది. ఇది అత్యంత దట్టమైన, చక్కటి-కణిత మరియు సజాతీయ సూక్ష్మ నిర్మాణాలకు దారి తీస్తుంది, అధిక బలం మరియు నమ్మదగిన సిరామిక్‌లను అందిస్తుంది. సింగువా విశ్వవిద్యాలయంలో Xie Zhipeng బృందంచే మార్గదర్శకత్వం చేయబడింది, OPS సాంప్రదాయిక సింటరింగ్‌లో స్థిరమైన స్టాటిక్ ఒత్తిడిని డైనమిక్ ఓసిలేటరీ ప్రెజర్‌తో భర్తీ చేస్తుంది.

OPS అనేక ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది:

మెరుగైన ఆకుపచ్చ సాంద్రత: నిరంతర ఓసిలేటరీ పీడనం కణాల పునర్వ్యవస్థీకరణను ప్రోత్సహిస్తుంది, పొడి కాంపాక్ట్ యొక్క ఆకుపచ్చ సాంద్రతను గణనీయంగా పెంచుతుంది.

పెరిగిన సింటరింగ్ డ్రైవింగ్ ఫోర్స్: OPS డెన్సిఫికేషన్, ధాన్యం భ్రమణం, స్లైడింగ్ మరియు ప్లాస్టిక్ ప్రవాహాన్ని పెంచడం కోసం ఎక్కువ చోదక శక్తిని అందిస్తుంది. నియంత్రిత డోలనం పౌనఃపున్యం మరియు వ్యాప్తి ధాన్యం సరిహద్దుల వద్ద అవశేష రంధ్రాలను ప్రభావవంతంగా తొలగించేటటువంటి సింటరింగ్ యొక్క తరువాతి దశలలో ఇది ప్రత్యేకంగా ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.

ఓసిలేటరీ ప్రెజర్ సింటరింగ్ ఎక్విప్‌మెంట్ ఫోటోగ్రాఫ్

సాధారణ టెక్నిక్‌ల పోలిక:

ఈ టెక్నిక్‌లలో, రియాక్షన్ సింటరింగ్, ప్రెజర్‌లెస్ సింటరింగ్ మరియు రీక్రిస్టలైజేషన్ సింటరింగ్‌లు పారిశ్రామిక SiC ఉత్పత్తికి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, ప్రతి ఒక్కటి ప్రత్యేకమైన ప్రయోజనాలతో విభిన్న సూక్ష్మ నిర్మాణాలు, లక్షణాలు మరియు అప్లికేషన్‌లను కలిగి ఉంటాయి.

ప్రతిచర్య-బంధిత SiC:తక్కువ సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రతలు, ఖర్చు-ప్రభావం, కనిష్ట సంకోచం మరియు అధిక సాంద్రతను అందిస్తుంది, ఇది పెద్ద, సంక్లిష్ట-ఆకారపు భాగాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. సాధారణ అనువర్తనాల్లో అధిక-ఉష్ణోగ్రత కొలిమి ఫర్నిచర్, బర్నర్ నాజిల్, ఉష్ణ వినిమాయకాలు మరియు ఆప్టికల్ రిఫ్లెక్టర్లు ఉన్నాయి.

ఒత్తిడి లేని సింటెర్డ్ SiC:ఖర్చు-సమర్థత, ఆకృతి పాండిత్యము, అధిక సాంద్రత, ఏకరీతి సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు అద్భుతమైన మొత్తం లక్షణాలను అందిస్తుంది, ఇది సీల్స్, స్లైడింగ్ బేరింగ్‌లు, బాలిస్టిక్ కవచం, ఆప్టికల్ రిఫ్లెక్టర్‌లు మరియు సెమీకండక్టర్ వేఫర్ చక్‌ల వంటి ఖచ్చితమైన భాగాలకు అనువైనదిగా చేస్తుంది.

రీక్రిస్టలైజ్డ్ SiC:స్వచ్ఛమైన SiC దశలు, అధిక స్వచ్ఛత, అధిక సారంధ్రత, అద్భుతమైన ఉష్ణ వాహకత మరియు థర్మల్ షాక్ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది, ఇది అధిక-ఉష్ణోగ్రత కొలిమి ఫర్నిచర్, ఉష్ణ వినిమాయకాలు మరియు బర్నర్ నాజిల్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.**

సెమికోరెక్స్‌లో మేము ప్రత్యేకత కలిగి ఉన్నాముSiC సెరామిక్స్ మరియు ఇతరసిరామిక్ మెటీరియల్స్సెమీకండక్టర్ తయారీలో వర్తించబడుతుంది, మీకు ఏవైనా విచారణలు ఉంటే లేదా అదనపు వివరాలు అవసరమైతే, దయచేసి మమ్మల్ని సంప్రదించడానికి వెనుకాడకండి.

సంప్రదింపు ఫోన్: +86-13567891907

ఇమెయిల్: sales@semicorex.com