無(wú)壓燒結(jié)碳化硅陶瓷發(fā)展步入第三代
目前,制備高密度碳化硅陶瓷的方法主要有無(wú)壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)等。采用熱壓燒結(jié)工藝只能制備簡(jiǎn)單形狀的碳化硅部件,而且一次熱燒結(jié)過(guò)程所制備的產(chǎn)品數(shù)量很小,因而,不利于大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。通過(guò)反應(yīng)燒結(jié)工藝可以制備出復(fù)雜形狀的碳化硅部件,而且其燒結(jié)溫度較低,但是,反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的耐高溫(大于1300度)性能以及耐堿腐蝕性能較差。通過(guò)無(wú)壓燒結(jié)工藝可以制備出結(jié)構(gòu)致密、硬度極高、耐高溫、耐強(qiáng)酸堿性能極高的碳化硅部件,因此,被認(rèn)為是碳化硅陶瓷的更有的前途的燒結(jié)方法。
無(wú)壓燒結(jié)碳化硅技術(shù)經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展,在中國(guó)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,從T.O.P1代的單一陶瓷粉體燒結(jié)技術(shù)逐步過(guò)渡到復(fù)合陶瓷階段(第二代),目前大多數(shù)企業(yè)所應(yīng)用的技術(shù)基本都處在第二代,即產(chǎn)品以高硬度、高致密度、高耐磨性為主要特點(diǎn)。
隨著碳化硅陶瓷應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大,該產(chǎn)品在石油、化工、汽車、航空航天、激光、核能加工等工業(yè)領(lǐng)域均獲得大量應(yīng)用。但是隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,尤其是用于高轉(zhuǎn)速軸承、軸套等精密件制造時(shí),第二代無(wú)壓燒結(jié)碳化硅制品的某些缺點(diǎn)也逐步顯現(xiàn),如缺乏自潤(rùn)滑性、容易產(chǎn)生粘附性等問(wèn)題,在某些極端應(yīng)用環(huán)境下會(huì)造成抱死現(xiàn)象。
這就要求產(chǎn)品在具備高耐磨性的同時(shí)兼具微氣孔率和一定的自潤(rùn)滑性,所以第三代無(wú)壓燒結(jié)碳化硅技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
第三代無(wú)壓燒結(jié)技術(shù)在第二代基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái),通過(guò)加入一定比例的潤(rùn)滑性物質(zhì)(如石墨、炭黑等),同時(shí)通過(guò)調(diào)整助燒劑比例對(duì)晶體的生長(zhǎng)進(jìn)行控制,使得潤(rùn)滑性物質(zhì)均勻的分散在碳化硅晶體之間,從而實(shí)現(xiàn)了碳化硅坯體在保留傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)具備了一定的自潤(rùn)滑性和超微孔結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的碳化硅制品在超高速軸承、軸套等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?lái)革命性的變革。
山東金德新材料有限公司同時(shí)生產(chǎn)第二代和第三代無(wú)壓燒結(jié)碳化硅制品,充分適應(yīng)不同領(lǐng)域的應(yīng)用??梢灶A(yù)計(jì),在不久的將來(lái)一個(gè)以高溫、高轉(zhuǎn)速機(jī)械部件為更終目標(biāo)的碳化硅陶瓷市場(chǎng)需求量一定會(huì)越來(lái)越大。
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