Vooruitgang in technologieën voor de bereiding van hoogzuiver siliciumcarbidekeramiek

Hoogzuiver siliciumcarbide (SiC) keramiek is uitgegroeid tot een ideaal materiaal voor kritische componenten in de halfgeleider-, lucht- en ruimtevaart- en chemische industrie dankzij hun uitzonderlijke thermische geleidbaarheid, chemische stabiliteit en mechanische sterkte. Met de toenemende vraag naar hoogwaardige keramische componenten met een lage vervuilingsgraad is de ontwikkeling van efficiënte en schaalbare preparatietechnologieën voor hoogzuiver SiC keramiek een wereldwijd onderzoeksfocus geworden. Dit artikel geeft een systematisch overzicht van de belangrijkste preparatiemethoden voor hoogzuiver SiC keramiek, waaronder rekristallisatiesinteren, drukloos sinteren (PS), warmpersen (HP), vonkplasmasinteren (SPS) en additieve productie (AM), met de nadruk op de sintermechanismen, belangrijkste parameters, materiaaleigenschappen en bestaande uitdagingen van elk proces.


SiC-陶瓷在军事和工程领域的应用

De toepassing van SiC-keramiek op militair en technisch gebied

SiC-keramische componenten met een hoge zuiverheidsgraad worden momenteel veel gebruikt in apparatuur voor de productie van siliciumwafers en spelen een rol in kernprocessen zoals oxidatie, lithografie, etsen en ionenimplantatie. Met de vooruitgang in wafertechnologie zijn toenemende wafergroottes een belangrijke trend geworden. De huidige gangbare wafergrootte is 300 mm, waarmee een goede balans wordt bereikt tussen kosten en productiecapaciteit. Gedreven door de Wet van Moore staat de massaproductie van wafers van 450 mm echter al op de agenda. Grotere wafers vereisen doorgaans een hogere structurele sterkte om kromtrekken en vervorming te weerstaan, wat de groeiende vraag naar grote, zeer sterke en zuivere SiC-keramische componenten verder aanwakkert. De afgelopen jaren heeft additieve productie (3D-printen), een rapid prototyping-technologie die geen mallen vereist, een enorm potentieel aangetoond in de fabricage van complex gestructureerde SiC-keramische onderdelen vanwege de laag-voor-laag constructie en flexibele ontwerpmogelijkheden, wat brede aandacht heeft getrokken.

In dit artikel worden op systematische wijze vijf representatieve bereidingsmethoden voor SiC-keramiek met een hoge zuiverheid geanalyseerd: rekristallisatiesinteren, drukloos sinteren, warmpersen, vonkplasmasinteren en additieve productie. De nadruk ligt daarbij op de sintermechanismen, strategieën voor procesoptimalisatie, prestatiekenmerken van het materiaal en de vooruitzichten voor industriële toepassingen.

 

高纯碳化硅需求成分

Vereisten voor grondstoffen van siliciumcarbide met een hoge zuiverheid

 

I. Herkristallisatie Sinteren

 

Geherkristalliseerd siliciumcarbide (RSiC) is een SiC-materiaal met een hoge zuiverheidsgraad, bereid zonder sinterhulpmiddelen bij hoge temperaturen van 2100–2500 °C. Sinds Fredriksson het rekristallisatiefenomeen eind 19e eeuw voor het eerst ontdekte, heeft RSiC veel aandacht gekregen vanwege de zuivere korrelgrenzen en de afwezigheid van glasfasen en onzuiverheden. Bij hoge temperaturen vertoont SiC een relatief hoge dampspanning en bestaat het sintermechanisme voornamelijk uit een verdampings-condensatieproces: fijne korrels verdampen en zetten zich opnieuw af op het oppervlak van grotere korrels, wat nekgroei en directe binding tussen de korrels bevordert, wat de materiaalsterkte verbetert.

 

In 1990 vervaardigde Kriegesmann RSiC met een relatieve dichtheid van 79,1% door middel van slipgieten bij 2200 °C. De dwarsdoorsnede vertoonde een microstructuur bestaande uit grove korrels en poriën. Vervolgens gebruikten Yi et al. gelgieten om groene lichamen te vervaardigen en sinterden deze bij 2450 °C. Dit resulteerde in RSiC-keramiek met een bulkdichtheid van 2,53 g/cm³ en een buigsterkte van 55,4 MPa.

 

RSiC is SEM 断裂表面

Het SEM-breukvlak van RSiC

 

Vergeleken met dicht SiC heeft RSiC een lagere dichtheid (ongeveer 2,5 g/cm³) en een open porositeit van ongeveer 20%, wat de prestaties in toepassingen met hoge sterkte beperkt. Daarom is het verbeteren van de dichtheid en mechanische eigenschappen van RSiC een belangrijk onderzoeksgebied geworden. Sung et al. stelden voor om gesmolten silicium te infiltreren in koolstof/β-SiC-mengcompacten en te herkristalliseren bij 2200 °C, wat resulteerde in een succesvolle netwerkstructuur bestaande uit grove α-SiC-korrels. Het resulterende RSiC bereikte een dichtheid van 2,7 g/cm³ en een buigsterkte van 134 MPa, met behoud van een uitstekende mechanische stabiliteit bij hoge temperaturen.

 

Om de dichtheid verder te verbeteren, gebruikten Guo et al. polymeerinfiltratie- en pyrolysetechnologie (PIP) voor meerdere behandelingen van RSiC. Met PCS/xyleenoplossingen en SiC/PCS/xyleenslurries als infiltranten verbeterde de dichtheid van RSiC na 3-6 PIP-cycli aanzienlijk (tot 2,90 g/cm³), evenals de buigsterkte. Daarnaast stelden ze een cyclische strategie voor die PIP en herkristallisatie combineerde: pyrolyse bij 1400 °C gevolgd door herkristallisatie bij 2400 °C, waardoor deeltjesblokkades effectief werden verwijderd en de porositeit werd verminderd. Het uiteindelijke RSiC-materiaal bereikte een dichtheid van 2,99 g/cm³ en een buigsterkte van 162,3 MPa, wat een uitstekende algehele prestatie aantoonde.

 

RSiC 的微观结构演变的 SEM:初始 RSiC (A)、第一次PIP-重结晶循环后 (B) 和第三次循环后 (C)

SEM-beelden van de microstructuurontwikkeling van gepolijst RSiC na polymeerimpregnatie en pyrolyse (PIP)-herkristallisatiecycli: Initiële RSiC (A), na de eerste PIP-herkristallisatiecyclus (B) en na de derde cyclus (C)

 

II. Drukloos sinteren

 

Drukloos gesinterde siliciumcarbide (SiC) keramiek wordt doorgaans bereid met zeer zuiver, ultrafijn SiC-poeder als grondstof, waaraan kleine hoeveelheden sinterhulpmiddelen worden toegevoegd, en gesinterd in een inerte atmosfeer of vacuüm bij 1800–2150 °C. Deze methode is geschikt voor de productie van grote en complex gestructureerde keramische componenten. Omdat SiC echter voornamelijk covalent gebonden is, is de zelfdiffusiecoëfficiënt extreem laag, waardoor verdichting zonder sinterhulpmiddelen moeilijk is.

 

Op basis van het sintermechanisme kan drukloos sinteren worden onderverdeeld in twee categorieën: drukloos vloeibaar-fase sinteren (PLS-SiC) en drukloos vast-fase sinteren (PSS-SiC).

 

1.1 PLS-SiC (vloeibare fase sinteren)

 

PLS-SiC wordt doorgaans gesinterd onder 2000 °C door toevoeging van ongeveer 10 gew.% eutectische sinterhulpmiddelen (zoals Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂ en zeldzame aardoxiden RE₂O₃) om een vloeibare fase te vormen, die de herschikking van deeltjes en massaoverdracht bevordert om verdichting te bereiken. Dit proces is geschikt voor industriële SiC-keramiek, maar er zijn geen meldingen van SiC met een hoge zuiverheidsgraad die is bereikt door middel van sinteren in de vloeibare fase.

 

1.2 PSS-SiC (Solid-State Sintering)

 

PSS-SiC omvat vaste-toestandverdichting bij temperaturen boven 2000 °C met ongeveer 1 gewichtsprocent additieven. Dit proces berust voornamelijk op atomaire diffusie en korrelherschikking, aangestuurd door hoge temperaturen, om de oppervlakte-energie te verlagen en verdichting te bereiken. Het BC-systeem (boor-koolstof) is een veelgebruikte additiefcombinatie, die de korrelgrensenergie kan verlagen en SiO₂ van het SiC-oppervlak kan verwijderen. Traditionele BC-additieven introduceren echter vaak resterende onzuiverheden, waardoor de zuiverheid van SiC afneemt.

 

Door het additiefgehalte te regelen (B 0,4 gew.%, C 1,8 gew.%) en gedurende 0,5 uur te sinteren bij 2150 °C, werd SiC-keramiek met een hoge zuiverheidsgraad verkregen, met een zuiverheid van 99,6 gew.% en een relatieve dichtheid van 98,4%. De microstructuur vertoonde kolomvormige korrels (sommige langer dan 450 µm), met kleine poriën aan de korrelgrenzen en grafietdeeltjes in de korrels. De keramiek vertoonde een buigsterkte van 443 ± 27 MPa, een elasticiteitsmodulus van 420 ± 1 GPa en een thermische uitzettingscoëfficiënt van 3,84 × 10⁻⁶ K⁻¹ in het bereik van kamertemperatuur tot 600 °C, wat een uitstekende algehele prestatie aantoonde.

 

PSS-SiC-technologie: (A) NaOH-technologie voor SEM-technologie; (BD) specificatie voor BSD-technologie

Microstructuur van PSS-SiC: (A) SEM-afbeelding na polijsten en NaOH-etsen; (BD) BSD-afbeeldingen na polijsten en etsen

 

III. Warmpersen Sinteren

 

Warmpersen (HP) sinteren is een verdichtingstechniek waarbij gelijktijdig hitte en uniaxiale druk op poedermaterialen worden toegepast onder hoge temperatuur- en drukomstandigheden. Hoge druk remt de porievorming aanzienlijk en beperkt de korrelgroei, terwijl hoge temperaturen de korrelfusie en de vorming van dichte structuren bevorderen, wat uiteindelijk resulteert in SiC-keramiek met een hoge dichtheid en hoge zuiverheid. Door de gerichte aard van het persen, neigt dit proces tot korrelanisotropie, wat de mechanische en slijtage-eigenschappen beïnvloedt.

 

Zuivere SiC-keramiek is moeilijk te verdichten zonder additieven, waarvoor sinteren onder ultrahoge druk vereist is. Nadeau et al. bereidden met succes volledig dicht SiC zonder additieven bij 2500 °C en 5000 MPa; Sun et al. verkregen β-SiC bulkmaterialen met een Vickers-hardheid tot 41,5 GPa bij 25 GPa en 1400 °C. Met behulp van 4 GPa druk werden SiC-keramieken met relatieve dichtheden van ongeveer 98% en 99%, een hardheid van 35 GPa en een elasticiteitsmodulus van 450 GPa bereid bij respectievelijk 1500 °C en 1900 °C. Het sinteren van micron-klein SiC-poeder bij 5 GPa en 1500 °C leverde keramiek op met een hardheid van 31,3 GPa en een relatieve dichtheid van 98,4%.

 

Hoewel deze resultaten aantonen dat ultrahoge druk additiefvrije verdichting kan bereiken, beperken de complexiteit en hoge kosten van de benodigde apparatuur industriële toepassingen. Daarom worden bij de praktische voorbereiding vaak sporenadditieven of poedergranulatie gebruikt om de drijvende kracht van het sinteren te verbeteren.

 

Door toevoeging van 4 gew.% fenolhars als additief en sintering bij 2350 °C en 50 MPa werd SiC-keramiek verkregen met een verdichtingsgraad van 92% en een zuiverheid van 99,998%. Door gebruik te maken van lage additieven (boorzuur en D-fructose) en sintering bij 2050 °C en 40 MPa werd SiC met een hoge zuiverheidsgraad bereid met een relatieve dichtheid > 99,5% en een restgehalte aan B van slechts 556 ppm. SEM-beelden toonden aan dat warmgeperste monsters, vergeleken met drukloos gesinterde monsters, kleinere korrels, minder poriën en een hogere dichtheid hadden. De buigsterkte bedroeg 453,7 ± 44,9 MPa en de elasticiteitsmodulus bereikte 444,3 ± 1,1 GPa.

 

Door de houdtijd bij 1900°C te verlengen, nam de korrelgrootte toe van 1,5 μm tot 1,8 μm en verbeterde de thermische geleidbaarheid van 155 tot 167 W·m⁻¹·K⁻¹, terwijl ook de plasmacorrosiebestendigheid werd verbeterd.

 

Onder omstandigheden van 1850 °C en 30 MPa leverden warmpersen en snel warmpersen van gegranuleerd en gegloeid SiC-poeder volledig dichte β-SiC-keramiek op zonder additieven, met een dichtheid van 3,2 g/cm³ en een sintertemperatuur die 150–200 °C lager was dan bij traditionele processen. De keramiek vertoonde een hardheid van 2729 GPa, een breuktaaiheid van 5,25–5,30 MPa·m² en een uitstekende kruipweerstand (kruipsnelheden van 9,9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ en 3,8 × 10⁻⁹ s⁻¹ bij 1400 °C/1450 °C en 100 MPa).

 

(A)抛光表面的SEM图像;(B)断口的SEM图像;(C,D)抛光表面的BSD图像

(A) SEM-afbeelding van het gepolijste oppervlak; (B) SEM-afbeelding van het breukvlak; (C, D) BSD-afbeelding van het gepolijste oppervlak

 

In 3D-printonderzoek naar piëzo-elektrische keramiek is keramische slurry, als belangrijkste factor die de vorming en prestaties beïnvloedt, nationaal en internationaal een belangrijk aandachtspunt geworden. Recente studies geven over het algemeen aan dat parameters zoals de deeltjesgrootte van het poeder, de viscositeit van de slurry en het vastestofgehalte de vormkwaliteit en piëzo-elektrische eigenschappen van het eindproduct aanzienlijk beïnvloeden.

 

Onderzoek heeft aangetoond dat keramische slurries bereid met behulp van bariumtitanaatpoeders van micron-, submicron- en nanoformaat aanzienlijke verschillen vertonen in stereolithografieprocessen (bijv. LCD-SLA). Naarmate de deeltjesgrootte afneemt, neemt de viscositeit van de slurry aanzienlijk toe, waarbij nanopoeders slurries opleveren met viscositeiten die miljarden mPa·s bereiken. Slurries met micronpoeders zijn gevoelig voor delaminatie en afbladdering tijdens het printen, terwijl submicron- en nanopoeders een stabieler vormgedrag vertonen. Na sinteren bij hoge temperatuur bereikten de resulterende keramische monsters een dichtheid van 5,44 g/cm³, een piëzo-elektrische coëfficiënt (d₃₃) van ongeveer 200 pC/N en lage verliesfactoren, wat resulteert in uitstekende elektromechanische responseigenschappen.

 

Bovendien leverde aanpassing van het vastestofgehalte van PZT-type slurries (bijv. 75 gew.%) in microstereolithografieprocessen gesinterde lichamen op met een dichtheid van 7,35 g/cm³, waarmee een piëzo-elektrische constante tot 600 pC/N werd bereikt onder gepolariseerde elektrische velden. Onderzoek naar deformatiecompensatie op microschaal verbeterde de vormingsnauwkeurigheid aanzienlijk, met een toename van de geometrische precisie tot wel 80%.

 

Een andere studie naar PMN-PT piëzo-elektrische keramiek toonde aan dat het vaste-stofgehalte een cruciale invloed heeft op de keramische structuur en elektrische eigenschappen. Bij een vaste-stofgehalte van 80 gew.% verschenen er gemakkelijk bijproducten in de keramiek; naarmate het vaste-stofgehalte toenam tot 82 gew.% en hoger, verdwenen de bijproducten geleidelijk en werd de keramische structuur zuiverder, met aanzienlijk verbeterde prestaties. Bij 82 gew.% vertoonde de keramiek optimale elektrische eigenschappen: een piëzo-elektrische constante van 730 pC/N, een relatieve permittiviteit van 7226 en een diëlektrisch verlies van slechts 0,07.

 

Samenvattend hebben de deeltjesgrootte, het vastestofgehalte en de reologische eigenschappen van keramische slurries niet alleen invloed op de stabiliteit en nauwkeurigheid van het printproces, maar bepalen ze ook rechtstreeks de dichtheid en piëzo-elektrische respons van gesinterde lichamen. Daarmee vormen ze belangrijke parameters voor het realiseren van hoogwaardige piëzo-elektrische keramiek in 3D-printing.

 

LCD-SLA 3D-technologie voor BTUV-technologie

Het hoofdproces van LCD-SLA 3D-printen van BT/UV-monsters

 

不同固含量的PMN-PT 瓷的性能

De eigenschappen van PMN-PT keramiek met verschillende vastestofgehaltes

 

IV. Vonkplasmasintering

 

Vonkplasmasintering (SPS) is een geavanceerde sintertechnologie die gebruikmaakt van gepulseerde stroom en mechanische druk die gelijktijdig op poeders worden toegepast om snelle verdichting te bereiken. Bij dit proces verhit de stroom de mal en het poeder direct, waardoor joulewarmte en plasma worden gegenereerd. Dit maakt efficiënt sinteren in korte tijd mogelijk (meestal binnen 10 minuten). Snelle verhitting bevordert de oppervlaktediffusie, terwijl vonkontlading helpt bij het verwijderen van geadsorbeerde gassen en oxidelagen van het poederoppervlak, wat de sinterprestaties verbetert. Het elektromigratie-effect dat door elektromagnetische velden wordt veroorzaakt, verbetert ook de atomaire diffusie.

 

Vergeleken met traditioneel warmpersen maakt SPS gebruik van meer directe verhitting, waardoor verdichting bij lagere temperaturen mogelijk is en korrelgroei effectief wordt geremd om fijne en uniforme microstructuren te verkrijgen. Bijvoorbeeld:

 

  • Zonder toevoegingen en met gemalen SiC-poeder als grondstof, werden gedurende 30 minuten bij 2100°C en 70 MPa monsters met een relatieve dichtheid van 98% verkregen.
  • Door sinteren bij 1700°C en 40 MPa gedurende 10 minuten ontstond kubisch SiC met een dichtheid van 98% en een korrelgrootte van slechts 30–50 nm.
  • Door 80 µm SiC-poederkorrels te gebruiken en gedurende 5 minuten bij 1860 °C en 50 MPa te sinteren, ontstonden hoogwaardige SiC-keramieken met een relatieve dichtheid van 98,5%, een Vickers-microhardheid van 28,5 GPa, een buigsterkte van 395 MPa en een breuktaaiheid van 4,5 MPa·m^1/2.

 

Uit microstructurele analyse bleek dat bij een toename van de sintertemperatuur van 1600°C naar 1860°C de porositeit van het materiaal aanzienlijk afnam. Bij hoge temperaturen werd de volledige dichtheid bereikt.

 

在不同温度下烧结的 SiC 陶瓷的微观结构: (A)1600°C, (B)1700°C, (C)1790°C 和(D)1860°C

De microstructuur van SiC-keramiek gesinterd bij verschillende temperaturen: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C en (D) 1860°C

 

V. Additieve productie

 

Additieve productie (AM) heeft recentelijk een enorm potentieel aangetoond voor de productie van complexe keramische componenten dankzij het laag-voor-laag-constructieproces. Voor SiC-keramiek zijn meerdere AM-technologieën ontwikkeld, waaronder binder jetting (BJ), 3DP, selectief lasersinteren (SLS), direct ink writing (DIW) en stereolithografie (SL, DLP). 3DP en DIW hebben echter een lagere precisie, terwijl SLS de neiging heeft thermische spanning en scheuren te veroorzaken. BJ en SL bieden daarentegen grotere voordelen bij de productie van complexe keramiek met een hoge zuiverheid en hoge precisie.

 

  1. Binder Jetting (BJ)

 

BJ-technologie omvat het laag voor laag opspuiten van bindmiddel tot bindpoeder, gevolgd door het losmaken van bindmiddel en sinteren om het uiteindelijke keramische product te verkrijgen. Door BJ te combineren met chemische dampinfiltratie (CVI) werd met succes hoogzuivere, volledig kristallijne SiC-keramiek bereid. Het proces omvat:

 

① Vormen van SiC keramische groene lichamen met behulp van BJ.
② Verdichten via CVI bij 1000°C en 200 Torr.
③ Het uiteindelijke SiC-keramiek had een dichtheid van 2,95 g/cm³, een thermische geleidbaarheid van 37 W/m·K en een buigsterkte van 297 MPa.

 

(BJ) 打印示意图。(A) 计算机辅助设计 (CAD) 模型,(B) BJ 原理示意图,(C) 通过 BJ SiC,(D) 通过化学气相渗透 (CVI) 实现 SiC 致密化

Schematisch diagram van lijmjetprinten (BJ). (A) Computer-aided design (CAD)-model, (B) schematisch diagram van het BJ-principe, (C) printen van SiC door BJ, (D) verdichting van SiC door chemische dampinfiltratie (CVI)

 

  1. Stereolithografie (SL)

 

SL is een op UV-uitharding gebaseerde keramische vormtechnologie met extreem hoge precisie en mogelijkheden voor de vervaardiging van complexe structuren. Deze methode maakt gebruik van lichtgevoelige keramische slurries met een hoog vastestofgehalte en een lage viscositeit om door middel van fotopolymerisatie driedimensionale keramische groene lichamen te vormen, gevolgd door ontbinding en sinteren bij hoge temperatuur om het eindproduct te verkrijgen.

 

Met behulp van een SiC-slurry van 35 vol.% werden hoogwaardige 3D-groene lichamen geprepareerd onder 405 nm UV-bestraling en verder verdicht via polymeeruitbranding bij 800 °C en PIP-behandeling. De resultaten toonden aan dat monsters bereid met een SiC-slurry van 35 vol.% een relatieve dichtheid van 84,8% bereikten, wat beter was dan de controlegroepen van 30% en 40%.

 

Door de slurry te modificeren met lipofiel SiO₂ en fenolische epoxyhars (PEA), werden de fotopolymerisatieprestaties effectief verbeterd. Na 4 uur sinteren bij 1600 °C werd een vrijwel volledige omzetting naar SiC bereikt, met een uiteindelijk zuurstofgehalte van slechts 0,12%. Dit maakte de vervaardiging van hoogzuivere, complexgestructureerde SiC-keramiek in één stap mogelijk zonder pre-oxidatie- of pre-infiltratiestappen.

 

打印结构及其烧结的示意图。样品在(A)25°C 下干燥、(B)1000°C 下热解和(C)1600°C Er zijn geen producten gevonden die aan je zoekcriteria voldoen

Illustratie van de printstructuur en het sinterproces. Het uiterlijk van het monster na droging bij (A) 25 °C, pyrolyse bij (B) 1000 °C en sinteren bij (C) 1600 °C.

 

Door het ontwerpen van lichtgevoelige Si₃N₄ keramische slurries voor stereolithografie en 3D-printen en het toepassen van debinding-presintering en hogetemperatuurverouderingsprocessen, werden Si₃N₄ keramische materialen met een theoretische dichtheid van 93,3%, een treksterkte van 279,8 MPa en een buigsterkte van 308,5–333,2 MPa geproduceerd. Studies hebben aangetoond dat onder omstandigheden van 45 vol.% vaste stof en een belichtingstijd van 10 seconden enkellaagse groene lichamen met een uithardingsnauwkeurigheid van IT77 konden worden verkregen. Een debindingproces bij lage temperatuur met een verwarmingssnelheid van 0,1 °C/min hielp bij het produceren van scheurvrije groene lichamen.

 

Sinteren is een belangrijke stap die de uiteindelijke prestaties in stereolithografie beïnvloedt. Onderzoek toont aan dat het toevoegen van sinterhulpmiddelen de keramische dichtheid en mechanische eigenschappen effectief kan verbeteren. Door CeO₂ als sinterhulpmiddel en elektrisch veldondersteunde sintertechnologie te gebruiken voor de bereiding van Si₃N₄-keramiek met hoge dichtheid, bleek CeO₂ te segregeren aan de korrelgrenzen, wat verschuiving van de korrelgrenzen en verdichting bevorderde. De resulterende keramiek vertoonde een Vickers-hardheid van HV10/10 (1347,9 ± 2,4) en een breuktaaiheid van (6,57 ± 0,07) MPa·m¹/². Met MgO–Y₂O₃ als additieven werd de homogeniteit van de keramische microstructuur verbeterd, wat de prestaties aanzienlijk verbeterde. Bij een totaal doteringsniveau van 8 gew.% bereikten de buigsterkte en thermische geleidbaarheid respectievelijk 915,54 MPa en 59,58 W·m⁻¹·K⁻¹.

 

VI. Conclusie

 

Kortom, hoogzuiver siliciumcarbide (SiC) keramiek, als uitstekend technisch keramisch materiaal, heeft brede toepassingsmogelijkheden aangetoond in halfgeleiders, de lucht- en ruimtevaart en apparatuur voor extreme omstandigheden. In dit artikel worden vijf typische bereidingsroutes voor hoogzuiver SiC keramiek systematisch geanalyseerd: rekristallisatiesinteren, drukloos sinteren, warmpersen, vonkplasmasinteren en additieve productie. De verdichtingsmechanismen, optimalisatie van belangrijke parameters, materiaalprestaties en de respectievelijke voordelen en beperkingen worden uitgebreid besproken.

 

Het is duidelijk dat verschillende processen elk unieke kenmerken hebben wat betreft het bereiken van hoge zuiverheid, hoge dichtheid, complexe structuren en industriële haalbaarheid. Met name de technologie voor additieve productie heeft een sterk potentieel getoond voor de productie van complex gevormde en op maat gemaakte componenten, met doorbraken in deelgebieden zoals stereolithografie en binder jetting, waardoor het een belangrijke ontwikkelingsrichting is voor de bereiding van hoogzuiver SiC-keramiek.

 

Toekomstig onderzoek naar de bereiding van SiC-keramiek met een hoge zuiverheidsgraad moet dieper worden uitgediept, om de overgang van laboratoriumschaal naar grootschalige, uiterst betrouwbare technische toepassingen te bevorderen. Daarmee wordt cruciale materiële ondersteuning geboden voor de productie van geavanceerde apparatuur en informatietechnologieën van de volgende generatie.

 

XKH is een hightechbedrijf gespecialiseerd in onderzoek en productie van hoogwaardige keramische materialen. Het bedrijf richt zich op het leveren van klantspecifieke oplossingen in de vorm van hoogzuiver siliciumcarbide (SiC) keramiek. Het bedrijf beschikt over geavanceerde technologieën voor materiaalvoorbereiding en nauwkeurige verwerkingsmogelijkheden. De activiteiten omvatten onderzoek, productie, nauwkeurige verwerking en oppervlaktebehandeling van hoogzuiver SiC keramiek, dat voldoet aan de strenge eisen van de halfgeleiderindustrie, nieuwe energie, lucht- en ruimtevaart en andere sectoren voor hoogwaardige keramische componenten. Door gebruik te maken van geavanceerde sinterprocessen en additieve productietechnologieën kunnen we klanten een totaaloplossing bieden, van optimalisatie van materiaalformules en complexe structuurvorming tot nauwkeurige verwerking, waarbij we garanderen dat de producten uitstekende mechanische eigenschappen, thermische stabiliteit en corrosiebestendigheid bezitten.

 

https://www.xkh-semitech.com/siliciumcarbide-keramische-tray-duurzame-hoogwaardige-trays-voor-thermische-en-chemische-toepassingen-product/

 


Plaatsingstijd: 30-07-2025