Ny seramika silikônina karbida (SiC) madiodio avo lenta dia nipoitra ho fitaovana tsara indrindra ho an'ny singa manan-danja amin'ny indostrian'ny semiconductor, aerospace, ary simika noho ny fitarihany hafanana miavaka, ny fahamarinan'ny simika, ary ny tanjany mekanika. Miaraka amin'ny fitomboan'ny fangatahana fitaovana seramika avo lenta sy tsy mandoto, ny fampivoarana ny teknolojia fanomanana mahomby sy azo ovaina ho an'ny seramika SiC madiodio avo lenta dia lasa ifantohan'ny fikarohana manerantany. Ity lahatsoratra ity dia mandinika tsy tapaka ny fomba fanomanana lehibe ankehitriny ho an'ny seramika SiC madiodio, anisan'izany ny sintering recrystallization, sintering tsy misy tsindry (PS), hot pressing (HP), sintering spark plasma (SPS), ary ny famokarana additive (AM), miaraka amin'ny fifantohana amin'ny fifanakalozan-kevitra momba ny mekanisma sintering, ny masontsivana fototra, ny toetran'ny fitaovana, ary ny fanamby misy amin'ny dingana tsirairay.
Ny fampiharana ny seramika SiC amin'ny sehatry ny tafika sy ny injeniera
Amin'izao fotoana izao, ny singa seramika SiC madio avo lenta dia ampiasaina betsaka amin'ny fitaovana fanamboarana wafer silikônina, mandray anjara amin'ny dingana fototra toy ny oksidasiona, litografia, etching, ary fametrahana ion. Miaraka amin'ny fandrosoan'ny teknolojia wafer, ny fitomboan'ny haben'ny wafer dia lasa fironana lehibe. Ny haben'ny wafer mahazatra amin'izao fotoana izao dia 300 mm, izay mahatratra fifandanjana tsara eo amin'ny vidiny sy ny fahafaha-mamokatra. Na izany aza, tarihin'ny Lalàn'i Moore, ny famokarana faobe ny wafer 450 mm dia efa ao anatin'ny fandaharam-potoana. Ny wafer lehibe kokoa dia matetika mitaky tanjaka ara-drafitra ambony kokoa mba hanoherana ny fiolahana sy ny fiovaovan'ny endrika, izay mampitombo ny fangatahana singa seramika SiC lehibe, matanjaka ary madio avo lenta. Tato anatin'ny taona vitsivitsy, ny famokarana additive (pirinty 3D), amin'ny maha-teknolojia prototyping haingana izay tsy mila lasitra, dia naneho fahafahana lehibe amin'ny fanamboarana singa seramika SiC sarotra noho ny fanamboarana azy isaky ny sosona sy ny fahaiza-manao famolavolana mora ampiasaina, izay misarika ny sain'ny maro.
Ity lahatsoratra ity dia handinika amin'ny fomba mirindra fomba fanomanana dimy maneho ny seramika SiC madio avo lenta—sintering recrystallization, sintering tsy misy tsindry, fanerena mafana, sintering spark plasma, ary fanamboarana additive—mifantoka amin'ny fomba sintering azy ireo, ny paikady fanatsarana ny dingana, ny toetran'ny fahombiazan'ny fitaovana, ary ny mety ho fampiharana indostrialy.
Fepetra takiana amin'ny akora manta silikônina karbida madio avo lenta
I. Sintering amin'ny alalan'ny famerenana kristaly
Ny karbida silikônina averina kristaly (RSiC) dia akora SiC madio avo lenta izay namboarina tsy misy fitaovana fanindronana amin'ny mari-pana avo 2100–2500°C. Hatramin'ny nahitan'i Fredriksson voalohany ny tranga fanindronana tamin'ny faramparan'ny taonjato faha-19, dia nahazo ny sain'ny maro ny RSiC noho ny sisin-tany madio sy ny tsy fisian'ny singa fitaratra sy loto. Amin'ny mari-pana avo, ny SiC dia mampiseho tsindry etona avo lenta, ary ny fomba fanindronana azy dia misy ny dingana etona-condensation: ny voamaina madinika dia etona ary mipetraka indray eo amin'ny velaran'ny voamaina lehibe kokoa, mampiroborobo ny fitomboan'ny vozona sy ny fifamatorana mivantana eo amin'ny voamaina, ka mampitombo ny tanjaky ny akora.
Tamin'ny 1990, i Kriegesmann dia nanomana RSiC miaraka amin'ny hakitroky 79.1% tamin'ny fampiasana "slip casting" tamin'ny 2200°C, ary ny fizarana dia mampiseho rafitra bitika misy voamaina sy mason-koditra. Taorian'izay, i Yi et al. dia nampiasa "gel casting" mba hanomanana vatana maitso ary nanafana azy ireo tamin'ny 2450°C, ka nahazoana seramika RSiC miaraka amin'ny hakitroky 2.53 g/cm³ ary tanjaka miolikolika 55.4 MPa.
Ny velaran'ny vaky SEM an'ny RSiC
Raha ampitahaina amin'ny SiC matevina, ny RSiC dia manana hakitroky ambany kokoa (eo amin'ny 2.5 g/cm³ eo ho eo) ary eo amin'ny 20% eo ho eo ny porosity misokatra, izay mametra ny fahombiazany amin'ny fampiharana matanjaka. Noho izany, ny fanatsarana ny hakitroky sy ny toetra mekanikan'ny RSiC dia lasa ifantohan'ny fikarohana lehibe. Sung et al. dia nanolo-kevitra ny hampidirana silikônina mitsonika ao anaty karbônina/β-SiC mifangaro compacts ary hamerina kristaly amin'ny 2200°C, ka nahomby tamin'ny fananganana rafitra tambajotra misy voamaina α-SiC. Ny RSiC vokatr'izany dia nahatratra hakitroky 2.7 g/cm³ ary tanjaka miolikolika 134 MPa, izay mitazona fahamarinan-toerana mekanika tsara amin'ny mari-pana avo.
Mba hampitomboana bebe kokoa ny hakitroky, dia nampiasa ny teknolojia polymer infiltration and pyrolysis (PIP) i Guo et al. ho an'ny fitsaboana maro amin'ny RSiC. Amin'ny fampiasana vahaolana PCS/xylene sy slurries SiC/PCS/xylene ho toy ny infiltrants, rehefa avy nanao tsingerina PIP 3–6, dia nihatsara be ny hakitroky ny RSiC (hatramin'ny 2.90 g/cm³), miaraka amin'ny tanjaky ny fiolahana. Fanampin'izany, dia nanolotra paikady cyclic izy ireo izay mampifangaro ny PIP sy ny recrystallization: pyrolysis amin'ny 1400°C arahin'ny recrystallization amin'ny 2400°C, izay manadio tsara ny sakana amin'ny poti-javatra ary mampihena ny porosity. Ny fitaovana RSiC farany dia nahatratra hakitroky 2.99 g/cm³ ary tanjaky ny fiolahana 162.3 MPa, izay naneho fahombiazana feno miavaka.
Sary SEM mampiseho ny fivoaran'ny rafitra bitika amin'ny RSiC voaporitra taorian'ny tsingerin'ny fanosorana polymer sy pyrolysis (PIP)-recrystallization: RSiC voalohany (A), aorian'ny tsingerin'ny recrystallization PIP voalohany (B), ary aorian'ny tsingerina fahatelo (C)
II. Sintering tsy misy tsindry
Ny seramika silikônina karbida (SiC) tsy misy tsindry dia mazàna omanina amin'ny fampiasana vovoka SiC madio sy tena tsara ho akora fototra, miaraka amin'ny fanampiana kely amin'ny sinteration, ary sintered ao anaty atmosfera tsy mihetsika na banga amin'ny 1800–2150°C. Ity fomba ity dia mety amin'ny famokarana singa seramika lehibe sy sarotra rafitra. Na izany aza, satria mifamatotra amin'ny fomba covalent ny SiC, dia ambany dia ambany ny coefficient-diffusion-ny, ka mahatonga ny densification ho sarotra raha tsy misy ny fanampiana amin'ny sinteration.
Mifototra amin'ny fomba fanaovana sintering, ny sintering tsy misy tsindry dia azo zaraina ho sokajy roa: ny sintering dingana-rano tsy misy tsindry (PLS-SiC) sy ny sintering fanjakana mafy tsy misy tsindry (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (Sintering amin'ny dingana ranoka)
Matetika ny PLS-SiC dia sinterina ambanin'ny 2000°C amin'ny alàlan'ny fanampiana eo amin'ny 10 wt.% eo ho eo amin'ny fitaovana fanampiana sinterina eutectic (toy ny Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, ary oksida tany tsy fahita firy RE₂O₃) mba hamorona dingana ranoka, izay mampiroborobo ny fandaminana indray ny poti-javatra sy ny famindrana faobe mba hahazoana densification. Ity dingana ity dia mety amin'ny seramika SiC indostrialy, saingy tsy nisy tatitra momba ny SiC madio avo lenta azo tamin'ny alàlan'ny sinterina dingana ranoka.
1.2 PSS-SiC (Sintering amin'ny Fanjakana Mivaingana)
Ny PSS-SiC dia ahitana fanamafisana ny solid-state amin'ny mari-pana mihoatra ny 2000°C miaraka amin'ny 1 wt.% eo ho eo amin'ny additives. Ity dingana ity dia miankina indrindra amin'ny diffusion atomika sy ny fandaminana indray ny voam-bary entin'ny mari-pana avo mba hampihenana ny angovo ambonin'ny tany sy hahazoana fanamafisana. Ny rafitra BC (boron-carbon) dia fitambaran'ny additives mahazatra, izay afaka mampihena ny angovon'ny sisin'ny voam-bary ary manala ny SiO₂ amin'ny velaran'ny SiC. Na izany aza, ny additives BC nentim-paharazana dia matetika mampiditra loto sisa tavela, mampihena ny fahadiovan'ny SiC.
Tamin'ny alalan'ny fanaraha-maso ny votoatin'ny akora fanampiny (B 0.4 wt.%, C 1.8 wt.%) sy ny fanaovana sintering tamin'ny 2150°C nandritra ny 0.5 ora, dia azo ny seramika SiC madio avo lenta miaraka amin'ny fahadiovana 99.6 wt.% ary hakitroky 98.4%. Ny rafitra bitika dia naneho voam-bary tsanganana (ny sasany mihoatra ny 450 µm ny halavany), miaraka amin'ny mason-koditra kely eo amin'ny sisin'ny voam-bary sy poti-grita ao anatin'ny voam-bary. Ny seramika dia naneho tanjaka miolikolika 443 ± 27 MPa, modulus elastika 420 ± 1 GPa, ary coefficient fanitarana mafana 3.84 × 10⁻⁶ K⁻¹ eo amin'ny mari-pana ao amin'ny efitrano ka hatramin'ny 600°C, izay naneho fahombiazana ankapobeny tsara dia tsara.
Rafitra bitika an'ny PSS-SiC: (A) Sary SEM aorian'ny famolahana sy ny fanesorana NaOH; (BD) Sary BSD aorian'ny famolahana sy ny fanesorana
III. Sintering amin'ny tsindry mafana
Ny "hot pressing" (HP) sintering dia teknika fanamafisana izay mampihatra hafanana sy tsindry tsy misy axial amin'ny akora vovoka amin'ny toe-javatra mafana sy tsindry avo. Ny tsindry avo dia manakana be ny fiforonan'ny mason-koditra ary mametra ny fitomboan'ny voa, raha ny hafanana avo kosa dia mampiroborobo ny fifangaroan'ny voa sy ny fiforonan'ny rafitra matevina, ka amin'ny farany dia mamokatra seramika SiC avo lenta sy madio. Noho ny toetran'ny tsindry mitongilana, ity dingana ity dia mirona hiteraka anisotropy voa, izay misy fiantraikany amin'ny toetra mekanika sy ny fikikisana.
Sarotra ny hamafin'ny seramika SiC madio raha tsy misy akora fanampiny, ka mitaky sintering amin'ny tsindry avo lenta. Nadeau et al. dia nanomana SiC matevina tanteraka tsy misy akora fanampiny tamin'ny 2500°C sy 5000 MPa; Sun et al. dia nahazo fitaovana betsaka β-SiC miaraka amin'ny hamafin'ny Vickers hatramin'ny 41.5 GPa amin'ny 25 GPa sy 1400°C. Tamin'ny fampiasana tsindry 4 GPa, seramika SiC miaraka amin'ny hakitroky eo amin'ny 98% sy 99% eo ho eo, hamafin'ny 35 GPa, ary modulus elastika 450 GPa no nomanina tamin'ny 1500°C sy 1900°C tsirairay avy. Ny vovoka SiC habe mikrônôn'ny sintering amin'ny 5 GPa sy 1500°C dia nahazo seramika miaraka amin'ny hamafin'ny 31.3 GPa sy hakitroky 98.4%.
Na dia mampiseho aza ireo valiny ireo fa ny tsindry avo dia avo dia afaka mahatratra ny fanamafisana tsy misy akora fanampiny, ny fahasarotana sy ny vidin'ny fitaovana ilaina dia mametra ny fampiasana indostrialy. Noho izany, amin'ny fanomanana azo ampiharina, ny akora fanampiny kely na ny vovoka granulation dia matetika ampiasaina mba hampitomboana ny hery manosika sintering.
Tamin'ny fanampiana resina phenolika 4 wt.% ho toy ny additive sy ny sintering tamin'ny 2350°C sy 50 MPa, dia azo ny seramika SiC manana tahan'ny densification 92% sy fahadiovana 99.998%. Tamin'ny fampiasana additive ambany (asidra borika sy D-fructose) sy ny sintering tamin'ny 2050°C sy 40 MPa, dia nomanina ny SiC madio avo lenta miaraka amin'ny hakitroky mifandraika >99.5% ary votoatin'ny B sisa tavela 556 ppm monja. Ny sary SEM dia naneho fa, raha ampitahaina amin'ny santionany sintered tsy misy tsindry, ny santionany noporetina mafana dia manana voa kely kokoa, mason-koditra vitsy kokoa, ary hakitroky ambony kokoa. Ny tanjaky ny fihenjanana dia 453.7 ± 44.9 MPa, ary ny modulus elastika dia nahatratra 444.3 ± 1.1 GPa.
Tamin'ny fanalavana ny fotoana fihazonana tamin'ny 1900°C, dia nitombo avy amin'ny 1.5 μm ka hatramin'ny 1.8 μm ny haben'ny voa, ary nihatsara ny fitondrana hafanana avy amin'ny 155 ka hatramin'ny 167 W·m⁻¹·K⁻¹, sady nanamafy ny fanoheran'ny plasma ny harafesina.
Teo ambanin'ny toe-javatra 1850°C sy 30 MPa, ny fanindriana mafana sy ny fanindriana haingana ny vovoka SiC voatoto sy nafanaina dia nahazoana seramika β-SiC matevina tanteraka tsy misy akora fanampiny, miaraka amin'ny hakitroky 3.2 g/cm³ ary mari-pana sintering 150–200°C ambany noho ny fomba nentim-paharazana. Ny seramika dia naneho hamafin'ny 2729 GPa, hamafin'ny vaky 5.25–5.30 MPa·m^1/2, ary fanoherana tsara dia tsara amin'ny fikororohana (tahan'ny fikororohana 9.9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ sy 3.8 × 10⁻⁹ s⁻¹ amin'ny 1400°C/1450°C sy 100 MPa).
(A) Sary SEM an'ny velaran-tany voapoloka; (B) Sary SEM an'ny velaran-tany vaky; (C, D) Sary BSD an'ny velaran-tany voapoloka
Ao amin'ny fikarohana momba ny fanontana 3D ho an'ny seramika piezoelektrika, ny slurry seramika, izay singa fototra misy fiantraikany amin'ny famolavolana sy ny fahombiazana, dia lasa ifantohana lehibe eo an-toerana sy iraisam-pirenena. Ny fanadihadiana ankehitriny dia manondro amin'ny ankapobeny fa ny masontsivana toy ny haben'ny poti-javatra vovoka, ny viskoziten'ny slurry, ary ny votoatin'ny zavatra mivaingana dia misy fiantraikany lehibe amin'ny kalitaon'ny famolavolana sy ny toetra piezoelektrika amin'ny vokatra farany.
Hitan'ny fikarohana fa ny vovoka seramika namboarina tamin'ny fampiasana vovoka barium titanate habe mikrônô, submikrônô, ary nano dia mampiseho fahasamihafana lehibe amin'ny fizotran'ny stereolithography (ohatra, LCD-SLA). Rehefa mihena ny haben'ny poti-javatra, dia mitombo be ny viskoziten'ny vovoka, miaraka amin'ny vovoka nano izay mamokatra vovoka misy viskoziten mahatratra an'arivony tapitrisa mPa·s. Mora simba sy miendaka ny vovoka misy vovoka habe mikrônô mandritra ny fanontana, raha toa kosa ny vovoka submikrônô sy nano dia mampiseho fitondran-tena miorina kokoa amin'ny fananganana. Taorian'ny sintering amin'ny mari-pana avo, ny santionany seramika vokarina dia nahatratra hakitroky 5.44 g/cm³, coefficient piezoelectric (d₃₃) eo amin'ny 200 pC/N eo ho eo, ary anton-javatra fatiantoka ambany, izay mampiseho toetra elektromekanika tsara dia tsara.
Ankoatra izany, tamin'ny dingana micro-stereolithography, ny fanitsiana ny votoatin'ny solids amin'ny slurries karazana PZT (ohatra, 75 wt.%) dia nahazoana vatana sintered miaraka amin'ny hakitroky 7.35 g/cm³, ka nahatratra piezoelectric constant hatramin'ny 600 pC/N eo ambanin'ny poling electric fields. Ny fikarohana momba ny micro-scale deformation compensation dia nanatsara be dia be ny fahamarinan'ny forming, nanamafy ny fahamarinan'ny geometrika hatramin'ny 80%.
Nisy fanadihadiana iray hafa momba ny seramika piezoelektrika PMN-PT naneho fa ny votoatin'ny zavatra mivaingana dia misy fiantraikany lehibe amin'ny rafitra seramika sy ny toetra elektrika. Amin'ny votoatin'ny zavatra mivaingana 80 wt.%, dia mora hita ao amin'ny seramika ny vokatra azo avy amin'izany; rehefa nitombo ho 82 wt.% sy mihoatra ny votoatin'ny zavatra mivaingana, dia nanjavona tsikelikely ny vokatra azo avy amin'izany, ary nanjary madio kokoa ny rafitra seramika, miaraka amin'ny fahombiazana nihatsara be. Amin'ny 82 wt.%, dia naneho toetra elektrika tsara indrindra ny seramika: piezoelektrika tsy miovaova 730 pC/N, permittivity relatif 7226, ary fatiantoka dielektrika 0.07 monja.
Raha fintinina, ny haben'ny poti-javatra, ny votoatin'ny zavatra mivaingana, ary ny toetra rheolojikan'ny poti-javatra seramika dia tsy vitan'ny hoe misy fiantraikany amin'ny fahamarinan'ny dingan'ny fanontana ihany fa mamaritra mivantana ny hakitroky sy ny fihetsiky ny piezoelectric amin'ny vatana sintered, ka mahatonga azy ireo ho masontsivana fototra amin'ny fahazoana seramika piezoelectric vita pirinty 3D avo lenta.
Ny dingana fototra amin'ny fanontana LCD-SLA 3D amin'ny santionany BT/UV
Ny toetran'ny seramika PMN-PT miaraka amin'ny votoatin'ny zavatra mivaingana samihafa
IV. Sintering amin'ny plasma amin'ny alalan'ny Spark
Ny "Spark plasma sintering" (SPS) dia teknolojia sintering mandroso izay mampiasa herinaratra mikoriana sy tsindry mekanika ampiharina miaraka amin'ny vovoka mba hahazoana fanamafisana haingana. Amin'ity dingana ity, ny herinaratra dia manafana mivantana ny lasitra sy ny vovoka, ka miteraka hafanana Joule sy plasma, izay ahafahana manao sintering mahomby ao anatin'ny fotoana fohy (matetika ao anatin'ny 10 minitra). Ny fanafanana haingana dia mampiroborobo ny fiparitahan'ny ety ambonin'ny tany, raha ny fivoahan'ny herinaratra kosa dia manampy amin'ny fanesorana ireo entona sy sosona oksida miraikitra amin'ny ety ambonin'ny vovoka, ka manatsara ny fahombiazan'ny sintering. Ny vokatry ny fifindran'ny herinaratra vokatry ny saha elektromagnetika dia mampitombo ihany koa ny fiparitahan'ny atomika.
Raha ampitahaina amin'ny fanindriana mafana nentim-paharazana, ny SPS dia mampiasa fanafanana mivantana kokoa, ahafahana manamafy amin'ny mari-pana ambany kokoa sady manakana ny fitomboan'ny voa mba hahazoana rafitra bitika madinika tsara sy mitovy. Ohatra:
- Raha tsy nisy akora fanampiny, tamin'ny fampiasana vovoka SiC voatoto ho akora fototra, ny fanaovana sintering tamin'ny 2100°C sy 70 MPa nandritra ny 30 minitra dia nahazoana santionany misy hakitroky 98%.
- Ny sintering tamin'ny 1700°C sy 40 MPa nandritra ny 10 minitra dia nahazoana SiC kibika misy hakitroky 98% ary haben'ny voam-bary 30–50 nm monja.
- Ny fampiasana vovoka SiC granular 80 µm sy ny sintering tamin'ny 1860°C sy 50 MPa nandritra ny 5 minitra dia nahatonga seramika SiC avo lenta miaraka amin'ny hakitroky 98.5%, Vickers microhardness 28.5 GPa, tanjaky ny fiolahana 395 MPa, ary hamafin'ny vaky 4.5 MPa·m^1/2.
Ny fanadihadiana mikrofirafitra dia nampiseho fa rehefa nitombo avy amin'ny 1600°C ka hatramin'ny 1860°C ny mari-pana sintering, dia nihena be ny porosity-n'ny fitaovana, nanakaiky ny hakitroky feno amin'ny mari-pana avo lenta.
Ny firafitry ny seramika SiC nopotsehina tamin'ny mari-pana samihafa: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C ary (D) 1860°C
V. Fanamboarana fanampiny
Vao haingana izay no nanehoan'ny famokarana additive (AM) ny fahafahana goavana amin'ny fanamboarana singa seramika sarotra noho ny dingana fanamboarana azy isaky ny sosona. Ho an'ny seramika SiC, teknolojia AM maro no novolavolaina, anisan'izany ny binder jetting (BJ), 3DP, selective laser sintering (SLS), direct ink writing (DIW), ary stereolithography (SL, DLP). Na izany aza, ny 3DP sy DIW dia manana fahamarinan-toerana ambany kokoa, raha toa kosa ny SLS dia mirona hiteraka fihenjanana ara-thermal sy triatra. Mifanohitra amin'izany, ny BJ sy SL dia manolotra tombony lehibe kokoa amin'ny famokarana seramika sarotra avo lenta sy avo lenta.
- Fametrahana Binder (BJ)
Ny teknolojia BJ dia ahitana famafazana tsikelikely ny vovoka mampiray amin'ny vovoka mampiray, arahin'ny fanesorana ny fatorana sy ny fanaovana sintering mba hahazoana ny vokatra seramika farany. Ny fampiarahana ny BJ amin'ny fidiran'ny etona simika (CVI), dia vita soa aman-tsara ny seramika SiC madio sy kristaly tanteraka. Ny dingana dia ahitana:
① Fanaovana vatana maitso seramika SiC mampiasa BJ.
② Famatrarana amin'ny alalan'ny CVI amin'ny 1000°C sy 200 Torr.
③ Ny seramika SiC farany dia nanana hakitroky 2.95 g/cm³, fitarihana hafanana 37 W/m·K, ary tanjaky ny fiolahana 297 MPa.
Kisarisary skematika amin'ny fanontana adhesive jet (BJ). (A) Modely famolavolana amin'ny alalan'ny ordinatera (CAD), (B) kisarisary skematika amin'ny fitsipiky ny BJ, (C) fanontana ny SiC amin'ny alalan'ny BJ, (D) fanamafisana ny SiC amin'ny alalan'ny fidiran'ny etona simika (CVI)
- Stereolithografia (SL)
Teknolojia fanamboarana seramika mifototra amin'ny UV ny SL, izay manana fahamarinan-toerana avo lenta sy fahaiza-manao fanamboarana rafitra sarotra. Ity fomba ity dia mampiasa fangaro seramika saro-pady amin'ny hazavana izay misy votoatin'ny zavatra mafy orina avo lenta sy viscosity ambany mba hamoronana vatana maitso seramika 3D amin'ny alàlan'ny photopolymerization, arahin'ny fanesorana ny fatorana sy ny sintering amin'ny mari-pana avo lenta mba hahazoana ny vokatra farany.
Nampiasa vovoka SiC 35 vol.%, dia nomanina tamin'ny taratra UV 405 nm ireo vatana maitso 3D avo lenta ary nohamafisina bebe kokoa tamin'ny alàlan'ny fandoroana polymer tamin'ny 800°C sy ny fitsaboana PIP. Ny valiny dia naneho fa ireo santionany nomanina tamin'ny vovoka 35 vol.% dia nahatratra hakitroky 84.8%, nihoatra ny vondrona fanaraha-maso 30% sy 40%.
Tamin'ny alalan'ny fampidirana SiO₂ lipophilic sy phenolic epoxy resin (PEA) mba hanovana ny slurry, dia nihatsara ny fahombiazan'ny photopolymerization. Rehefa avy nohafanaina tamin'ny 1600°C nandritra ny 4 ora, dia tratra ny fiovam-po saika feno ho SiC, miaraka amin'ny votoatin'ny oksizenina farany 0.12% monja, izay nahafahana nanao seramika SiC avo lenta sy sarotra tamin'ny dingana iray tsy misy dingana mialoha ny oksidasiona na fidirana mialoha.
Sary maneho ny rafitry ny fanontam-pirinty sy ny fizotran'ny sintering. Ny endriky ny santionany rehefa avy maina amin'ny (A) 25°C, pyrolysis amin'ny (B) 1000°C, ary sintering amin'ny (C) 1600°C.
Tamin'ny alalan'ny famolavolana seramika Si₃N₄ saro-pady amin'ny hazavana ho an'ny fanontana 3D stereolithography sy ny fampiasana ny dingana fanesorana ny fatorana-presintering ary ny fanalana hafanana ambony, dia nomanina ny seramika Si₃N₄ miaraka amin'ny hakitroky teorika 93.3%, tanjaky ny tensile 279.8 MPa, ary tanjaky ny fiolahana 308.5–333.2 MPa. Hitan'ny fanadihadiana fa tao anatin'ny fepetra misy votoatin'ny zavatra mivaingana 45 vol.% sy fotoana fiposahan'ny masoandro 10 s, dia azo ny fahazoana vatana maitso sosona tokana miaraka amin'ny fahamarinan'ny fanasitranana IT77. Ny dingana fanesorana ny fatorana amin'ny hafanana ambany miaraka amin'ny tahan'ny fanafanana 0.1 °C/min dia nanampy tamin'ny famokarana vatana maitso tsy misy triatra.
Dingana lehibe iray misy fiantraikany amin'ny fahombiazana farany amin'ny stereolithography ny sintering. Asehon'ny fikarohana fa ny fanampiana fitaovana sintering dia afaka manatsara ny hakitroky ny seramika sy ny toetra mekanika. Amin'ny fampiasana ny CeO₂ ho fitaovana sintering sy ny teknolojia sintering tohanan'ny saha elektrika mba hanomanana seramika Si₃N₄ avo lenta, dia hita fa misaraka eo amin'ny sisin'ny voa ny CeO₂, ka mampiroborobo ny fivezivezena sy ny fanamafisana ny sisin'ny voa. Ny seramika vokarina dia naneho ny hamafin'ny Vickers HV10/10 (1347.9 ± 2.4) ary ny hamafin'ny vaky (6.57 ± 0.07) MPa·m¹/². Miaraka amin'ny MgO–Y₂O₃ ho toy ny additives, dia nihatsara ny homogeneity microstructure seramika, izay nanatsara be ny fahombiazana. Tamin'ny ambaratonga doping manontolo 8 wt.%, ny tanjaky ny flexural sy ny conductivity mafana dia nahatratra 915.54 MPa sy 59.58 W·m⁻¹·K⁻¹.
VI. Famaranana
Raha fintinina, ny seramika silikônina karbida (SiC) madio avo lenta, amin'ny maha-akora seramika injeniera miavaka azy, dia naneho fahafahana hampiasaina betsaka amin'ny semiconductors, aerospace, ary fitaovana amin'ny toe-javatra tafahoatra. Ity lahatsoratra ity dia nandinika tsara ireo fomba fanomanana mahazatra dimy ho an'ny seramika SiC madio avo lenta—sintering recrystallization, sintering tsy misy tsindry, fanosehana mafana, sintering plasma spark, ary fanamboarana additive—miaraka amin'ny fifanakalozan-kevitra amin'ny antsipiriany momba ny mekanisma fanamafisana azy ireo, ny fanatsarana ny masontsivana fototra, ny fahombiazan'ny fitaovana, ary ny tombony sy ny fetrany.
Miharihary fa samy manana ny toetra mampiavaka azy ny dingana samihafa raha ny amin'ny fahazoana fahadiovana avo lenta, hakitroky avo lenta, rafitra sarotra, ary fahafaha-manao indostrialy. Ny teknolojia famokarana additive, indrindra indrindra, dia naneho fahafahana matanjaka amin'ny fanamboarana singa sarotra endrika sy namboarina manokana, miaraka amin'ny fandrosoana amin'ny sehatra toy ny stereolithography sy binder jetting, ka mahatonga azy io ho làlana fampandrosoana manan-danja ho an'ny fanomanana seramika SiC madio avo lenta.
Mila miditra lalindalina kokoa ny fikarohana amin'ny ho avy momba ny fanomanana seramika SiC madio avo lenta, mampiroborobo ny fifindrana avy amin'ny fampiharana injeniera amin'ny ambaratonga lehibe sy azo itokisana, ka manome fanohanana ara-pitaovana tena ilaina ho an'ny famokarana fitaovana avo lenta sy ny teknolojian'ny fampahalalana taranaka manaraka.
Orinasa teknolojia avo lenta ny XKH, manampahaizana manokana amin'ny fikarohana sy famokarana akora seramika avo lenta. Manolo-tena hanome vahaolana manokana ho an'ny mpanjifa amin'ny endrika seramika silikônina karbida (SiC) madio avo lenta izy. Manana teknolojia fanomanana akora mandroso sy fahaiza-manao fanodinana mazava tsara ny orinasa. Ny asany dia mahafaoka ny fikarohana, famokarana, fanodinana mazava tsara, ary fitsaboana ny ety ambonin'ny seramika SiC madio avo lenta, izay mahafeno ny fepetra henjana amin'ny semiconductor, angovo vaovao, aerospace ary sehatra hafa ho an'ny singa seramika avo lenta. Amin'ny fampiasana ny dingana sintering matotra sy ny teknolojia famokarana fanampiny, dia afaka manolotra serivisy tokana ho an'ny mpanjifa izahay manomboka amin'ny fanatsarana ny raikipohy akora, ny fananganana rafitra sarotra ka hatramin'ny fanodinana mazava tsara, mba hahazoana antoka fa manana toetra mekanika tsara, fahamarinan-toerana mafana ary fanoherana ny harafesina ny vokatra.
Fotoana fandefasana: 30 Jolay 2025