Какви са методите за приготвяне на прах от силициев карбид?

Силициев карбид (SiC) керамичен прахима предимствата на висока температурна якост, добра устойчивост на окисляване, висока устойчивост на износване и термична стабилност, малък коефициент на термично разширение, висока топлопроводимост, добра химическа стабилност и др. Следователно, често се използва в производството на горивни камери, високотемпературни изгорели газове устройства, устойчиви на температура лепенки, компоненти на авиационни двигатели, съдове за химическа реакция, топлообменни тръби и други механични компоненти при тежки условия и е широко използван усъвършенстван инженерен материал.Той не само играе важна роля в разработваните високотехнологични области (като керамични двигатели, космически кораби и др.), но също така има широк пазар и области на приложение, които трябва да бъдат разработени в настоящата енергетика, металургия, машини, строителни материали , химическа промишленост и други области.

Методите за приготвяне напрах от силициев карбидмогат да бъдат разделени основно на три категории: метод на твърда фаза, метод на течна фаза и метод на газова фаза.

1. Метод на твърдата фаза

Методът на твърдата фаза включва главно карботермален редукционен метод и метод на директна реакция на силициев въглерод.Методите за карботермална редукция включват също метод на Acheson, метод на вертикална пещ и метод на високотемпературен конвертор.Силициев карбид на прахпрепаратът първоначално е бил приготвен по метода на Acheson, използвайки кокс за намаляване на силициевия диоксид при висока температура (около 2400 ℃), но прахът, получен по този метод, има голям размер на частиците (>1 mm), консумира много енергия и процесът е сложно.През 80-те години на миналия век се появи ново оборудване за синтезиране на β-SiC прах, като вертикална пещ и високотемпературен конвертор.Тъй като ефективната и специална полимеризация между микровълнови и химически вещества в твърдо вещество постепенно се изяснява, технологията за синтезиране на sic прах чрез микровълново нагряване става все по-зряла.Методът на директна реакция на силициев въглерод включва също саморазпространяващ се високотемпературен синтез (SHS) и метод на механично легиране.Методът за синтез на редукция на SHS използва екзотермичната реакция между SiO2 и Mg, за да компенсира липсата на топлина.Theпрах от силициев карбидПолученият по този метод има висока чистота и малък размер на частиците, но Mg в продукта трябва да бъде отстранен чрез последващи процеси като ецване.

2 метод на течна фаза

Методът на течната фаза включва главно зол-гел метод и метод на термично разлагане на полимера.Сол-гел методът е метод за приготвяне на гел, съдържащ Si и C чрез подходящ зол-гел процес и след това пиролиза и високотемпературна карботермална редукция за получаване на силициев карбид.Високотемпературното разлагане на органичния полимер е ефективна технология за получаване на силициев карбид: едното е да се нагрее гел полисилоксан, реакция на разлагане за освобождаване на малки мономери и накрая образуване на SiO2 и C, и след това чрез реакция на въглеродна редукция за получаване на SiC прах;Другият е да се нагрее полисилан или поликарбосилан, за да се освободят малки мономери, за да се образува скелет и накрая да се образувапрах от силициев карбид.

3 Метод на газовата фаза

Понастоящем газофазовият синтез насилициев карбидкерамичният ултрафин прах използва главно отлагане в газова фаза (CVD), плазмено индуцирано CVD, лазерно индуцирано CVD и други технологии за разлагане на органична материя при висока температура.Полученият прах има предимствата на висока чистота, малък размер на частиците, по-малко агломериране на частиците и лесен контрол на компонентите.Понастоящем това е сравнително напреднал метод, но с висока цена и нисък добив, не е лесно да се постигне масово производство и е по-подходящ за производство на лабораторни материали и продукти със специални изисквания.

В момента,прах от силициев карбидизползва се главно субмикронен или дори нано прах, тъй като размерът на частиците на праха е малък, висока повърхностна активност, така че основният проблем е, че прахът е лесен за производство на агломерация, необходимо е да се модифицира повърхността на праха, за да се предотврати или инхибира вторичната агломерация на праха.Понастоящем методите за дисперсия на SiC прах включват главно следните категории: високоенергийна повърхностна модификация, измиване, диспергираща обработка на прах, неорганична модификация на покритие, модификация на органично покритие.


Време на публикуване: 8 август 2023 г