দ্য স্টাডি অন রিঅ্যাকশন-সিন্টারড SiC সিরামিকস এবং তাদের বৈশিষ্ট্য

কেন সিলিকন কার্বাইড গুরুত্বপূর্ণ?

সিলিকন কার্বাইড (SiC) হল একটি যৌগ যা সিলিকন এবং কার্বন পরমাণুর মধ্যে সমযোজী বন্ধন দ্বারা গঠিত, যা এর চমৎকার পরিধান প্রতিরোধের, তাপীয় শক প্রতিরোধের, জারা প্রতিরোধের, এবং উচ্চ তাপ পরিবাহিতা জন্য পরিচিত। এটি মহাকাশ, যান্ত্রিক উত্পাদন, পেট্রোকেমিক্যালস, ধাতু গলানো এবং ইলেকট্রনিক্স শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, বিশেষত পরিধান-প্রতিরোধী অংশ এবং উচ্চ-তাপমাত্রা কাঠামোগত উপাদান তৈরির জন্য।প্রতিক্রিয়া-sintered সিলিকন কার্বাইড সিরামিকশিল্প-স্কেল উত্পাদন অর্জনের জন্য প্রথম কাঠামোগত সিরামিকগুলির মধ্যে একটি। প্রথাগতপ্রতিক্রিয়া-sintered সিলিকন কার্বাইড সিরামিকসিলিকন কার্বাইড পাউডার এবং অল্প পরিমাণে কার্বন পাউডার দিয়ে তৈরি করা হয় উচ্চ-তাপমাত্রার সিলিকন অনুপ্রবেশ প্রতিক্রিয়া সিন্টারিং এর মাধ্যমে, যার জন্য দীর্ঘ সিন্টারিং সময়, উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ শক্তি খরচ এবং উচ্চ খরচ প্রয়োজন। প্রতিক্রিয়া-সিন্টারযুক্ত সিলিকন কার্বাইড প্রযুক্তির ক্রমবর্ধমান প্রয়োগের সাথে, ঐতিহ্যগত পদ্ধতিগুলি জটিল আকৃতির শিল্পের চাহিদা মেটাতে অপর্যাপ্তসিলিকন কার্বাইড সিরামিক.

সাম্প্রতিক অগ্রগতি কিপ্রতিক্রিয়া-সিন্টারযুক্ত সিলিকন কার্বাইড?

সাম্প্রতিক অগ্রগতি উচ্চ-ঘনত্ব, উচ্চ-নমন-শক্তি উৎপাদনের দিকে পরিচালিত করেছেসিলিকন কার্বাইড সিরামিকন্যানো-আকারের সিলিকন কার্বাইড পাউডার ব্যবহার করে, উপাদানটির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে। যাইহোক, ন্যানো-আকারের সিলিকন কার্বাইড পাউডারের উচ্চ মূল্য, যার দাম প্রতি টন হাজার হাজার ডলারের বেশি, বড় আকারের প্রয়োগকে বাধা দেয়। এই কাজে, আমরা কার্বনের উৎস হিসেবে ব্যাপকভাবে পাওয়া কাঠের কাঠকয়লা এবং সমষ্টি হিসেবে মাইক্রোন-আকারের সিলিকন কার্বাইড ব্যবহার করেছি, প্রস্তুত করার জন্য স্লিপ কাস্টিং প্রযুক্তি ব্যবহার করেছি।প্রতিক্রিয়া-sintered সিলিকন কার্বাইড সিরামিকসবুজ শরীর। এই পদ্ধতিটি সিলিকন কার্বাইড পাউডারের প্রাক-সংশ্লেষণের প্রয়োজনীয়তা দূর করে, উৎপাদন খরচ কমায় এবং বড়, জটিল-আকৃতির পাতলা-প্রাচীরযুক্ত পণ্য তৈরি করতে সক্ষম করে, যা কর্মক্ষমতা এবং প্রয়োগের উন্নতির জন্য একটি রেফারেন্স প্রদান করে।প্রতিক্রিয়া-sintered সিলিকন কার্বাইড সিরামিক.

কাঁচামাল কি ব্যবহার করা হয়েছিল?

পরীক্ষায় ব্যবহৃত কাঁচামালগুলির মধ্যে রয়েছে:

3.6 μm এবং বিশুদ্ধতা (w(SiC)) ≥ 98% এর মাঝারি কণার আকার (d50) সহ সিলিকন কার্বাইড

0.5 μm এবং বিশুদ্ধতা (w©) ≥ 99% এর মাঝারি কণার আকার (d50) সহ কার্বন কালো

10 μm এবং বিশুদ্ধতা (w©) ≥ 99% এর মাঝারি কণার আকার (d50) সহ গ্রাফাইট

বিচ্ছুরণকারী: পলিভিনাইলপাইরোলিডোন (PVP) K30 (K মান 27-33) এবং K90 (K মান 88-96)

জল হ্রাসকারী: Polycarboxylate CE-64

রিলিজ এজেন্ট: AO

ডিওনাইজড জল

কিভাবে পরীক্ষা পরিচালিত হয়েছিল?

পরীক্ষাটি নিম্নরূপ পরিচালিত হয়েছিল:

সারণী 1 অনুযায়ী কাঁচামাল মিশ্রিত করা একটি বৈদ্যুতিক মিক্সার ব্যবহার করে 4 ঘন্টার জন্য একটি সমানভাবে মিশ্রিত স্লারি পেতে।

স্লারি সান্দ্রতা ≤ 1000 mPa·s বজায় রেখে, মিশ্র স্লারিটি স্লিপ ঢালাইয়ের জন্য প্রস্তুত জিপসাম ছাঁচে ঢেলে দেওয়া হয়েছিল, সবুজ দেহ গঠনের জন্য 2-3 মিনিটের জন্য জিপসাম ছাঁচের মধ্য দিয়ে ডিহাইড্রেট করতে দেওয়া হয়েছিল।

সবুজ দেহগুলিকে 48 ঘন্টার জন্য একটি শীতল স্থানে স্থাপন করা হয়, তারপরে ছাঁচ থেকে সরিয়ে ফেলা হয় এবং একটি ভ্যাকুয়াম শুকানোর ওভেনে 80 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 4-6 ঘন্টার জন্য শুকানো হয়।

প্রিফর্মগুলি পেতে 2 ঘন্টার জন্য 800 ডিগ্রি সেলসিয়াসে একটি মাফল ফার্নেসে সবুজ দেহগুলির ডিগামিং করা হয়েছিল।

1:100:2000 ভর অনুপাতে কার্বন ব্ল্যাক, সিলিকন পাউডার এবং বোরন নাইট্রাইডের মিশ্র পাউডারে প্রিফর্মগুলি এম্বেড করা হয়েছিল এবং সম্পূর্ণ সূক্ষ্ম-গুঁড়া সিলিকন কার্বাইড সিরামিক পেতে 1720 ডিগ্রি সেলসিয়াসে একটি চুল্লিতে 2 ঘন্টার জন্য সিন্টার করা হয়েছিল। .

কর্মক্ষমতা পরীক্ষার জন্য কি পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছিল?

কর্মক্ষমতা পরীক্ষা অন্তর্ভুক্ত:

ঘরের তাপমাত্রায় ঘূর্ণমান ভিসকোমিটার ব্যবহার করে বিভিন্ন মিশ্রণের সময় (1-5 ঘন্টা) স্লারির সান্দ্রতা পরিমাপ করা।

জাতীয় মান GB/T 25995-2010 অনুসরণ করে প্রিফর্মের ভলিউম ঘনত্ব পরিমাপ করা।

GB/T 6569-2006 অনুযায়ী 1720°C-এ sintered নমুনার নমন শক্তি পরিমাপ করা, নমুনার মাত্রা 3 mm × 4 mm × 36 mm, 30 mm এর স্প্যান এবং লোডিং গতি 0.5 mm·min^-1 .

এক্সআরডি এবং এসইএম ব্যবহার করে 1720 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সিন্টারযুক্ত নমুনার ফেজ কম্পোজিশন এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার বিশ্লেষণ করা হচ্ছে।

কিভাবে মিশ্রণ সময় স্লারি সান্দ্রতা, প্রিফর্ম ভলিউম ঘনত্ব, এবং আপাত পোরোসিটি প্রভাবিত করে?

চিত্র 1 এবং 2 যথাক্রমে নমুনা 2# এর জন্য মিশ্রণের সময় এবং স্লারি সান্দ্রতা এবং মিশ্রণের সময় এবং প্রিফর্ম ভলিউম ঘনত্ব এবং আপাত পোরোসিটির মধ্যে সম্পর্ক দেখায়।

চিত্র 1 ইঙ্গিত করে যে মিশ্রণের সময় বাড়ার সাথে সাথে সান্দ্রতা হ্রাস পায়, 4 ঘন্টায় সর্বনিম্ন 721 mPa·s এ পৌঁছায় এবং তারপরে স্থিতিশীল হয়।

চিত্র 2 দেখায় যে নমুনা 2# এর সর্বাধিক আয়তনের ঘনত্ব 1.47 g·cm^-3 এবং সর্বনিম্ন আপাত ছিদ্রতা 32.4%। নিম্ন সান্দ্রতার ফলে ভাল বিচ্ছুরণ হয়, যার ফলে আরও অভিন্ন স্লারি হয় এবং উন্নত হয়সিলিকন কার্বাইড সিরামিককর্মক্ষমতা অপর্যাপ্ত মেশানোর সময় সিলিকন কার্বাইড সূক্ষ্ম পাউডারের অমসৃণ মিশ্রণের দিকে পরিচালিত করে, যখন অত্যধিক মিশ্রণের সময় আরও জল বাষ্পীভূত করে, সিস্টেমকে অস্থিতিশীল করে। সম্পূর্ণ সূক্ষ্ম-গুঁড়া সিলিকন কার্বাইড সিরামিক প্রস্তুত করার জন্য সর্বোত্তম মিশ্রণ সময় 4 ঘন্টা।

সারণি 2 স্লারি সান্দ্রতা, প্রিফর্ম ভলিউম ঘনত্ব এবং নমুনা 2# এর আপাত পোরোসিটি যুক্ত গ্রাফাইট এবং নমুনা 6# যোগ করা গ্রাফাইট ছাড়াই তালিকাভুক্ত করে। গ্রাফাইটের সংযোজন স্লারি সান্দ্রতা কমায়, প্রিফর্ম ভলিউম ঘনত্ব বাড়ায় এবং গ্রাফাইটের লুব্রিকেটিং প্রভাবের কারণে আপাত পোরোসিটি হ্রাস করে, যার ফলে সম্পূর্ণ সূক্ষ্ম-গুঁড়ার আরও ভাল বিচ্ছুরণ এবং ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়।সিলিকন কার্বাইড সিরামিক. গ্রাফাইট ছাড়া, স্লারি উচ্চ সান্দ্রতা, দরিদ্র বিচ্ছুরণ এবং স্থিতিশীলতা, গ্রাফাইট সংযোজন প্রয়োজনীয় করে তোলে।

চিত্র 3 বিভিন্ন কার্বন ব্ল্যাক বিষয়বস্তু সহ নমুনাগুলির প্রিফর্ম আয়তনের ঘনত্ব এবং আপাত পোরোসিটি প্রদর্শন করে। নমুনা 2# এর সর্বোচ্চ আয়তনের ঘনত্ব 1.47 g·cm^-3 এবং সর্বনিম্ন আপাত পোরোসিটি 32.4%। যাইহোক, খুব কম পোরোসিটি সিলিকন অনুপ্রবেশকে বাধা দেয়।

চিত্র 4 নমুনা 2# প্রিফর্মের XRD স্পেকট্রা এবং 1720 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সিন্টারযুক্ত নমুনা দেখায়। প্রিফর্মে গ্রাফাইট এবং β-SiC থাকে, অন্যদিকে sintered নমুনায় Si, β-SiC এবং α-SiC থাকে, যা কিছু β-SiC উচ্চ তাপমাত্রায় α-SiC তে রূপান্তরিত হওয়ার ইঙ্গিত দেয়। সিন্টারযুক্ত নমুনাগুলি উচ্চ-তাপমাত্রার সিলিকন অনুপ্রবেশের কারণে সি বৃদ্ধি এবং সি কন্টেন্ট হ্রাস দেখায়, যেখানে Si সি-এর সাথে বিক্রিয়া করে SiC গঠন করে, ছিদ্রগুলি পূরণ করে।

চিত্র 5 বিভিন্ন নমুনা প্রিফর্মের ফ্র্যাকচার অঙ্গসংস্থান দেখায়। চিত্রগুলি সূক্ষ্ম সিলিকন কার্বাইড, গ্রাফাইট এবং ছিদ্র প্রকাশ করে। নমুনা 1#, 4# এবং 5# তে বৃহত্তর ফ্লেক ফেজ এবং অসম মিশ্রণের কারণে আরও অসমভাবে বিতরণ করা ছিদ্র রয়েছে, যার ফলে কম প্রিফর্ম ঘনত্ব এবং উচ্চ ছিদ্র হয়। 5.94% (w) কার্বন কালো সহ নমুনা 2# সর্বোত্তম মাইক্রোস্ট্রাকচার দেখায়।

চিত্র 6 নমুনা 2# এর ফ্র্যাকচার আকারবিদ্যা দেখায় 1720 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সিন্টার করার পরে, ন্যূনতম ছিদ্রযুক্ত সিলিকন কার্বাইড কণাগুলি শক্তভাবে এবং সমানভাবে বিতরণ করে। সিলিকন কার্বাইড কণার বৃদ্ধি উচ্চ-তাপমাত্রার প্রভাবের কারণে। ছোট সদ্য গঠিত SiC কণাগুলিকে বিক্রিয়া সিন্টারিং থেকে আসল SiC কঙ্কাল কণার মধ্যেও দেখা যায়, কিছু অবশিষ্ট Si মূল ছিদ্রগুলি পূরণ করে, স্ট্রেসের ঘনত্ব হ্রাস করে তবে কম গলনাঙ্কের কারণে উচ্চ-তাপমাত্রার কার্যকারিতাকে সম্ভাব্যভাবে প্রভাবিত করে। সিন্টারযুক্ত পণ্যটির আয়তনের ঘনত্ব 3.02 g·cm^-3 এবং নমন শক্তি 580 MPa, সাধারণ শক্তির দ্বিগুণ বেশিপ্রতিক্রিয়া-sintered সিলিকন কার্বাইড.

উপসংহার

সম্পূর্ণ সূক্ষ্ম-গুঁড়া প্রস্তুত করতে ব্যবহৃত স্লারির জন্য সর্বোত্তম মেশানোর সময়সিলিকন কার্বাইড সিরামিক4 ঘন্টা হয়। গ্রাফাইট যোগ করা স্লারি সান্দ্রতা হ্রাস করে, প্রিফর্ম ভলিউম ঘনত্ব বাড়ায় এবং আপাত ছিদ্র হ্রাস করে, সম্পূর্ণ সূক্ষ্ম-গুঁড়ার ঘনত্ব বৃদ্ধি করেসিলিকন কার্বাইড সিরামিক.

সম্পূর্ণ সূক্ষ্ম-গুঁড়া সিলিকন কার্বাইড সিরামিক প্রস্তুত করার জন্য সর্বোত্তম কার্বন কালো উপাদান হল 5.94% (w)।

sintered সিলিকন কার্বাইড কণা শক্তভাবে এবং অভিন্নভাবে ন্যূনতম porosity সঙ্গে বিতরণ করা হয়, একটি বৃদ্ধি প্রবণতা দেখায়. সিন্টারযুক্ত পণ্যের ঘনত্ব 3.02 g·cm^-3, এবং নমন শক্তি 580 MPa, যা সম্পূর্ণ সূক্ষ্ম-গুঁড়ার যান্ত্রিক শক্তি এবং ঘনত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করেসিলিকন কার্বাইড সিরামিক.**

সেমিকোরেক্সে আমরা বিশেষজ্ঞSiC সিরামিকসএবং সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনে প্রয়োগ করা অন্যান্য সিরামিক সামগ্রী, আপনার যদি কোনও জিজ্ঞাসা থাকে বা অতিরিক্ত বিবরণের প্রয়োজন হয়, দয়া করে আমাদের সাথে যোগাযোগ করতে দ্বিধা করবেন না।

যোগাযোগের ফোন: +86-13567891907

ইমেইল: sales@semicorex.com