¿Qué es la cerámica sic?

Cerámica sices un material cerámico producido por la reacción de elementos de silicio (Si) y carbono (c), con dureza extremadamente alta, resistencia al calor y estabilidad química. No solo tiene aplicaciones extensas en la industria, sino que también tiene una posición importante en el campo de alta tecnología.

Las propiedades y características de la cerámica sic

1. Alta dureza

La dureza de la cerámica SIC es extremadamente alta, solo superada por la del diamante. Su dureza de Mohs alcanza 9, lo que lo hace capaz de usar fácilmente y cortar otros materiales más suaves. Por esta razón, la cerámica SIC a menudo se usa para fabricar herramientas de corte, componentes resistentes al desgaste y otras aplicaciones que requieren resistencia al desgaste.

2. Alta resistencia al calor

El carburo de silicio tiene una excelente estabilidad de alta temperatura y puede mantener la estabilidad de sus propiedades físicas y químicas en entornos de alta temperatura por encima de 1600 ℃. Esto hace que la cerámica SIC tenga ventajas insustituibles en aplicaciones a altas temperaturas, como componentes del motor y materiales de calderas.

3. Excelente estabilidad química

La cerámica SIC tiene una fuerte resistencia a la mayoría de las soluciones ácidas y alcalinas y gases corrosivos. Esto ha permitido que se aplique ampliamente en entornos altamente corrosivos en industrias como la ingeniería química y la metalurgia.

4. Baja densidad

Aunque la cerámica SIC tiene alta dureza y fuerte resistencia al calor, su densidad es relativamente baja y tienen buenas características livianas. Esto es particularmente importante para las industrias aeroespaciales y automotrices que requieren materiales livianos.

El proceso de sinterización de la cerámica SIC es de gran importancia. A través de una extensa investigación y exploración de numerosos investigadores, se han desarrollado sucesivamente varias técnicas de sinterización, incluida la sinterización sin presión, la sinterización de presión en caliente, la sinterización de reacción, la sinterización de presión isostática en caliente y más.

Sinterización sin presión

La sinterización sin presión se considera el método de sinterización más prometedor para SIC. Según diferentes mecanismos de sinterización, la sinterización sin presión se puede dividir en sinterización de fase sólida y sinterización de fase líquida. Al agregar simultáneamente una cantidad apropiada de B y C (con un contenido de oxígeno de menos del 2%) al polvo β-SiC ultrafino, el cuerpo sinterizado SIC con una densidad superior al 98% se sinterizará a 2020 ℃.

Sinterización prensada en caliente

El SIC puro solo puede ser densamente sinterizado a temperaturas muy altas sin aditivos sinterizantes. Por lo tanto, muchas personas implementan procesos de sinterización de presión caliente para SIC. El aluminio y el hierro son los aditivos más efectivos para promover la sinterización de presión caliente de SIC. Además, el proceso de sinterización de presión caliente solo puede producir piezas SiC con formas simples, y la cantidad de productos producidos por el proceso de sinterización de presión caliente es muy pequeña, lo que no es propicio para la producción industrial.

Sinterización reactiva

El carburo de silicio y el carburo de silicio de reacción, también conocido como carburo de silicio autoexplicado, se refiere al proceso en el que reaccionan los billets de acero poroso con fases de gas o líquidos para mejorar la calidad de los billetes, reducir la porosidad y sinter los productos terminados con cierta resistencia y precisión dimensional. El polvo α-SIC se mezcla con grafito en una determinada proporción y se calienta a aproximadamente 1650 ℃ para formar un tocho. Mientras tanto, penetra a través del SI en fase gaseosa o penetra en el tocho, reacciona con grafito para formar β-SIC y se combina con las partículas α-SiC existentes. Cuando SI está completamente infiltrado, se puede obtener un cuerpo sinterizado reactivo con densidad completa y sin contracción dimensional. En comparación con otros procesos de sinterización, el cambio dimensional de la sinterización de reacción durante el proceso de densificación es relativamente pequeño, y se pueden producir productos con dimensiones precisas. Sin embargo, la presencia de una gran cantidad de SiC en el cuerpo sinterizado deteriora el rendimiento de alta temperatura de la cerámica SiC-sinterada de reacción.

Sinterización de presión isostática

Para superar las deficiencias del proceso de sinterización tradicional, se adopta la tecnología de sinterización de presión isostática caliente. Bajo la condición de 1900 ℃, se obtuvo cerámica de fase cristalina fina con una densidad mayor de 98, y la resistencia a la flexión a temperatura ambiente podría alcanzar 600MPa. Aunque la sinterización de prensado isostático en caliente puede producir productos de fase densa y en forma de complejo con buenas propiedades mecánicas, la sinterización de la cadera debe sellar el espacio en blanco, lo que dificulta lograr la producción industrial.