탄화규소 세라믹은 고온 강도, 고온 산화 저항성, 우수한 내마모성, 뛰어난 열 안정성, 낮은 열팽창 계수, 높은 열전도율, 높은 경도, 내열충격성, 내화학 부식성 등 탁월한 특성을 지니고 있습니다. 자동차, 기계화, 환경 보호, 항공우주 기술, 정보 전자, 에너지 등 다양한 분야에서 널리 사용되며, 많은 산업 분야에서 뛰어난 성능을 자랑하는 대체 불가능한 구조용 세라믹으로 자리매김했습니다. 이제 보여드리겠습니다!
무압 소결
무가압 소결은 SiC 소결에 가장 유망한 방법으로 여겨진다. 소결 메커니즘에 따라 무가압 소결은 고상 소결과 액상 소결로 나눌 수 있다. s. proehazka는 SiC 분말에 적절한 양의 B와 C(산소 함량 2% 미만)를 동시에 첨가하여 2020℃에서 소결하여 98% 이상의 밀도를 갖는 SiC 소결체를 얻었다. A. Mulla 등은 Al2O3와 Y2O3를 첨가제로 사용하여 0.5 μm β-SiC(입자 표면에 소량의 SiO2 함유)를 1850-1950℃에서 소결하였다. 얻어진 SiC 세라믹의 상대 밀도는 이론 밀도의 95% 이상이었고, 입자 크기는 작으며 평균 크기는 1.5 마이크론이었다.
열압착 소결
순수 SiC는 소결 첨가제 없이 매우 높은 온도에서만 치밀하게 소결될 수 있기 때문에 많은 사람들이 SiC에 열간 가압 소결 공정을 적용하고 있습니다. 소결 보조제를 첨가한 SiC의 열간 가압 소결에 대한 연구는 많이 보고되어 왔습니다. Alliegro 등은 붕소, 알루미늄, 니켈, 철, 크롬 등의 금속 첨가제가 SiC 치밀화에 미치는 영향을 연구했습니다. 연구 결과, 알루미늄과 철이 SiC 열간 가압 소결을 촉진하는 데 가장 효과적인 첨가제임을 보여주었습니다. FFlange는 다양한 양의 Al2O3를 첨가했을 때 열간 가압 소결된 SiC의 특성에 미치는 영향을 연구했습니다. 열간 가압 소결된 SiC의 치밀화는 용해 및 석출 메커니즘과 관련이 있는 것으로 여겨집니다. 그러나 열간 가압 소결 공정은 단순한 형상의 SiC 부품만 생산할 수 있다는 한계가 있습니다. 또한, 한 번의 열간 가압 소결 공정으로 생산되는 제품의 양이 매우 적어 산업 생산에 적합하지 않습니다.
고온 등방압 소결
기존 소결 공정의 단점을 극복하기 위해 B형 및 C형 첨가제를 사용하고 고온 등방압 소결 기술을 적용하였다. 1900℃에서 98 이상의 밀도를 갖는 미세 결정질 세라믹을 얻었으며, 상온에서의 굽힘 강도는 600MPa에 달하였다. 고온 등방압 소결은 복잡한 형상과 우수한 기계적 특성을 지닌 고밀도 제품을 생산할 수 있지만, 소결 공정을 밀폐해야 하므로 산업 생산에 적용하기 어렵다.
반응 소결
반응소결 탄화규소(자가결합 탄화규소)는 다공성 빌릿이 기체 또는 액체상과 반응하여 빌릿 품질을 향상시키고, 기공을 감소시키며, 일정한 강도와 치수 정밀도를 갖는 소결 완제품을 얻는 공정을 말합니다. α-SiC 분말과 흑연을 일정 비율로 혼합하여 약 1650℃로 가열하여 정사각형 빌릿을 성형합니다. 이때 기체 상태의 Si가 빌릿 내부로 침투하여 흑연과 반응하여 β-SiC를 형성하고, 기존의 α-SiC 입자와 결합합니다. Si가 완전히 침투되면 밀도가 높고 수축이 없는 반응소결체를 얻을 수 있습니다. 다른 소결 공정에 비해 반응소결은 치밀화 과정에서 크기 변화가 작아 정확한 크기의 제품을 제조할 수 있습니다. 그러나 소결체 내에 다량의 SiC가 존재하기 때문에 반응소결 탄화규소 세라믹의 고온 특성이 저하되는 단점이 있습니다.
게시 시간: 2022년 6월 8일