Cómo mejorar la tenacidad de los productos de carburo de silicio unidos con óxido
Materias primas y fórmula
Añadir fase de endurecimiento
Endurecimiento de las fibras: se añade fibra de carbono o fibra de carburo de silicio. Estas fibras tienen una alta resistencia y un alto módulo elástico, y pueden formar una red de fibras dentro del material. Cuando el material se somete a una fuerza externa, la fibra puede soportar parte de la tensión y evitar la expansión de las grietas. Por ejemplo, añadir una fracción de volumen del 5 % - 15 % de fibra de carbono picada puede mejorar eficazmente la tenacidad.
Endurecimiento de partículas: introducción de partículas de carburo de titanio (TiC) o carburo de boro (B₄C) a escala nanométrica. Estas partículas pueden formar una buena combinación de interfaz con el carburo de silicio. Durante el proceso de propagación de grietas, la interacción entre las partículas y la matriz puede consumir energía y mejorar la tenacidad del material. La cantidad de adición general es de alrededor del 3 % - 10 %.
Proceso de preparación
Optimizar el proceso de sinterización
Sinterización por prensado isostático en caliente: la tecnología de prensado isostático en caliente (HIP) se utiliza para la sinterización. En un entorno de alta temperatura y alta presión, los poros dentro del material se pueden eliminar mejor, lo que hace que el producto sea más denso y las partículas se adhieran más firmemente. Por ejemplo, la sinterización por prensado isostático en caliente a 1800-2000 grados y 150-200 MPa puede mejorar significativamente la densidad y la tenacidad del material.
Control de la velocidad de calentamiento y de enfriamiento: durante el proceso de sinterización, una velocidad de calentamiento lenta puede hacer que la fase de unión se distribuya de manera uniforme y evitar grietas causadas por la concentración de tensión local. Durante el enfriamiento, un enfriamiento lento puede reducir la generación de tensión térmica. Por ejemplo, la velocidad de calentamiento se controla a 5 - 10 grados/min y la velocidad de enfriamiento se controla a 3 - 8 grados/min.
Posprocesamiento
Tratamiento de superficies
Mediante la tecnología de implantación de iones, se implantan en la superficie del producto iones de N⁺), boro (B⁺), etc. Estos iones pueden cambiar la composición química y la estructura cristalina de la superficie, formar una capa de tensión compresiva sobre la superficie, inhibir la generación y expansión de grietas superficiales y, por lo tanto, mejorar la tenacidad del material. La profundidad de implantación generalmente se encuentra entre decenas de nanómetros y cientos de nanómetros.
Tratamiento láser: se utiliza un láser para tratar la superficie del producto y formar una capa modificada con una microestructura especial en la superficie. El tratamiento láser puede refinar los granos de la superficie y mejorar la dureza y la tenacidad de la superficie. Los parámetros como la potencia del láser, la velocidad de escaneo y el tamaño del punto deben optimizarse de acuerdo con el material específico y la forma del producto.
Si desea saber cómo mejorar la tenacidad de los productos de carburo de silicio unido con óxido, comuníquese con Huan Shang y haremos todo lo posible para ayudarlo.
