د لوړ پاکوالي سیلیکون کاربایډ سیرامیک چمتو کولو ټیکنالوژیو کې پرمختګونه

د لوړ پاکوالي سیلیکون کاربایډ (SiC) سیرامیکونه د سیمیکمډکټر، فضايي او کیمیاوي صنعتونو کې د مهمو اجزاو لپاره د مثالي موادو په توګه راڅرګند شوي دي ځکه چې دوی استثنایی حرارتي چالکتیا، کیمیاوي ثبات، او میخانیکي ځواک لري. د لوړ فعالیت، ټیټ ککړتیا سیرامیک وسیلو لپاره د مخ په زیاتیدونکي غوښتنو سره، د لوړ پاکوالي SiC سیرامیکونو لپاره د اغیزمنو او پیمانه وړ چمتووالي ټیکنالوژیو پراختیا د نړیوال څیړنې تمرکز ګرځیدلی. دا مقاله په سیستماتیک ډول د لوړ پاکوالي SiC سیرامیکونو لپاره د چمتووالي اوسني لوی میتودونه بیاکتنه کوي، پشمول د بیا کریسټال کولو سینټرینګ، بې فشار سینټرینګ (PS)، ګرم فشار (HP)، سپارک پلازما سینټرینګ (SPS)، او اضافه کولو تولید (AM)، د سینټرینګ میکانیزمونو، کلیدي پیرامیټرو، موادو ملکیتونو، او د هرې پروسې موجوده ننګونو په اړه بحث کولو باندې ټینګار کوي.

په پوځي او انجینرۍ برخو کې د SiC سیرامیکونو کارول

اوس مهال، د لوړ پاکوالي SiC سیرامیک اجزا په پراخه کچه د سیلیکون ویفر تولید تجهیزاتو کې کارول کیږي، چې په اصلي پروسو لکه اکسیډیشن، لیتوګرافي، ایچینګ، او ایون امپلانټیشن کې برخه اخلي. د ویفر ټیکنالوژۍ پرمختګ سره، د ویفر اندازې زیاتوالی یو مهم رجحان ګرځیدلی. د اوسني اصلي ویفر اندازه 300 ملي میتره ده، چې د لګښت او تولید ظرفیت ترمنځ ښه توازن ترلاسه کوي. په هرصورت، د مور قانون لخوا پرمخ وړل کیږي، د 450 ملي میتر ویفرونو ډله ایز تولید لا دمخه په اجنډا کې دی. لوی ویفرونه معمولا د وارپینګ او خرابوالي په وړاندې مقاومت لپاره لوړ ساختماني ځواک ته اړتیا لري، چې د لوی اندازې، لوړ ځواک، لوړ پاکوالي SiC سیرامیک اجزاو لپاره مخ په زیاتیدونکي غوښتنې نور هم هڅوي. په وروستیو کلونو کې، د اضافه کولو تولید (3D چاپ کول)، د ګړندي پروټوټایپ ټیکنالوژۍ په توګه چې هیڅ مولډ ته اړتیا نلري، د پیچلي جوړښت لرونکي SiC سیرامیک برخو په جوړولو کې د هغې د پرت په پرت جوړښت او انعطاف منونکي ډیزاین وړتیاو له امله خورا لوی ظرفیت ښودلی، چې پراخه پاملرنه یې راجلبوي.

دا مقاله به په سیستماتیک ډول د لوړ پاکوالي SiC سیرامیکونو لپاره د چمتووالي پنځه نمایشي میتودونه تحلیل کړي - د بیا کریسټال کولو سینټرینګ، بې فشار سینټرینګ، ګرم فشار، سپارک پلازما سینټرینګ، او اضافه کولو تولید - د دوی د سینټرینګ میکانیزمونو، د پروسې اصلاح کولو ستراتیژیو، د موادو فعالیت ځانګړتیاو، او صنعتي غوښتنلیک امکاناتو باندې تمرکز کوي.

د لوړ پاکوالي سیلیکون کاربایډ خامو موادو اړتیاوې

I. د بیا کریسټال کولو سینټرینګ

بیا کرسټال شوی سیلیکون کاربایډ (RSiC) د لوړ پاکوالي SiC مواد دي چې د 2100-2500 درجو سانتي ګراد په لوړه تودوخه کې د سینټر کولو مرستې پرته چمتو کیږي. له هغه وخته چې فریډریکسن د لومړي ځل لپاره د 19 پیړۍ په وروستیو کې د بیا کرسټال کولو پدیده کشف کړه، RSiC د خپلو پاکو غلو حدودو او د شیشې مرحلو او ناپاکۍ نشتوالي له امله د پام وړ پاملرنه راجلب کړې. په لوړه تودوخه کې، SiC نسبتا لوړ بخار فشار ښیې، او د هغې د سینټر کولو میکانیزم په عمده توګه د تبخیر-کنډنسیشن پروسه لري: ښه غله تبخیر کیږي او د لویو غلو په سطحو کې بیا ځای پر ځای کیږي، د غاړې وده او د غلو ترمنځ مستقیم اړیکه هڅوي، په دې توګه د موادو ځواک لوړوي.

په ۱۹۹۰ کال کې، کریګزمان د ۲۲۰۰ درجو سانتي ګراد په تودوخه کې د سلیپ کاسټینګ په کارولو سره د ۷۹.۱٪ نسبي کثافت سره RSiC چمتو کړ، چې کراس سیکشن یې د غټو دانې او سوریو څخه جوړ شوی مایکرو جوړښت ښودلی و. وروسته، یی او نورو د شنه بدنونو چمتو کولو لپاره د جیل کاسټینګ څخه کار واخیست او په ۲۴۵۰ درجو سانتي ګراد کې یې سینټر کړل، د ۲.۵۳ g/cm³ د لوی کثافت او ۵۵.۴ MPa د انعطاف وړ ځواک سره RSiC سیرامیکونه ترلاسه کړل.

د RSiC د SEM فریکچر سطحه

د غليظ SiC په پرتله، RSiC ټیټ کثافت (تقریبا 2.5 g/cm³) او شاوخوا 20٪ خلاص سوری لري، چې د لوړ ځواک غوښتنلیکونو کې یې فعالیت محدودوي. له همدې امله، د RSiC کثافت او میخانیکي ملکیتونو ښه کول د څیړنې کلیدي تمرکز ګرځیدلی. سونګ او نورو وړاندیز وکړ چې د کاربن/β-SiC مخلوط کمپیکټونو کې د پړسیدلي سیلیکون نفوذ وکړي او په 2200 ° C کې بیا کریسټال شي، په بریالیتوب سره د α-SiC غټو غلو څخه جوړ شوی د شبکې جوړښت جوړ کړي. پایله لرونکی RSiC د 2.7 g/cm³ کثافت او د 134 MPa انعطاف ځواک ترلاسه کړ، چې په لوړه تودوخه کې غوره میخانیکي ثبات ساتي.

د کثافت د لا زیاتولو لپاره، ګو او نورو د RSiC د څو درملنې لپاره د پولیمر انفلټریشن او پیرولیسس (PIP) ټیکنالوژي کارولې. د PCS/xylene محلولونو او SiC/PCS/xylene سلیريونو په کارولو سره د نفوذ کونکو په توګه، د 3-6 PIP دورې وروسته، د RSiC کثافت د پام وړ ښه شو (تر 2.90 g/cm³ پورې)، د هغې د انعطاف وړ ځواک سره. سربیره پردې، دوی د PIP او بیا کریسټال کولو ترکیب کولو لپاره یوه سایکلیک ستراتیژي وړاندیز کړه: په 1400 ° C کې پیرولیسس وروسته په 2400 ° C کې بیا کریسټال کول، په مؤثره توګه د ذراتو خنډونه پاکول او د پورسیت کمول. د RSiC وروستي موادو د 2.99 g/cm³ کثافت او د 162.3 MPa انعطاف وړ ځواک ترلاسه کړ، چې د پام وړ جامع فعالیت ښیې.

د پولیمر امپریګنیشن او پیرولیسس (PIP)- بیا کریسټال کولو دورې وروسته د پالش شوي RSiC د مایکروسټرکچر ارتقا SEM انځورونه: ابتدايي RSiC (A)، د لومړي PIP- بیا کریسټال کولو دورې (B) وروسته، او د دریم دورې (C) وروسته.

II. بې فشاره سینټرینګ

د فشار پرته سینټر شوي سیلیکون کاربایډ (SiC) سیرامیکونه معمولا د لوړ پاکوالي، الټرافین SiC پوډر په کارولو سره د خامو موادو په توګه چمتو کیږي، د سینټرینګ مرستې لږ مقدار اضافه کیږي، او په غیر فعال فضا یا خلا کې په 1800-2150 درجو سانتي ګراد کې سینټر کیږي. دا طریقه د لوی اندازې او پیچلي جوړښت لرونکي سیرامیک اجزاو تولید لپاره مناسبه ده. په هرصورت، څرنګه چې SiC په عمده توګه په همغږۍ سره تړلی دی، د هغې د ځان خپریدو کوفیشینټ خورا ټیټ دی، چې د سینټرینګ مرستې پرته کثافت کول ستونزمن کوي.

د سینټرینګ میکانیزم پر بنسټ، بې فشاره سینټرینګ په دوو کټګوریو ویشل کیدی شي: بې فشاره مایع-مرحله سینټرینګ (PLS-SiC) او بې فشاره جامد حالت سینټرینګ (PSS-SiC).

۱.۱ PLS-SiC (د مایع-پړاو سینټرینګ)

PLS-SiC معمولا د 2000 درجو سانتی ګراد څخه ښکته سینټر کیږي د یوټیکټیک سینټرینګ مرستې (لکه Al₂O₃، CaO، MgO، TiO₂، او نادره ځمکې اکسایډونه RE₂O₃) شاوخوا 10 wt. اضافه کولو سره د مایع مرحله رامینځته کولو لپاره، د ذراتو بیا تنظیم او ډله ایز لیږد هڅوي ترڅو کثافت ترلاسه کړي. دا پروسه د صنعتي درجې SiC سیرامیکونو لپاره مناسبه ده، مګر د مایع مرحلې سینټرینګ له لارې د لوړ پاکوالي SiC ترلاسه کولو هیڅ راپور نه دی ورکړل شوی.

۱.۲ PSS-SiC (د جامدو حالت سینټرینګ)

PSS-SiC د 2000 درجو سانتي ګراد څخه پورته تودوخې کې د جامد حالت کثافت کول شامل دي چې نږدې 1 wt.٪ اضافه کونکي لري. دا پروسه په عمده توګه د اټومي خپریدو او د غلو بیا تنظیم کولو پورې اړه لري چې د لوړې تودوخې لخوا پرمخ وړل کیږي ترڅو د سطحې انرژي کمه کړي او کثافت ترلاسه کړي. د BC (بوران-کاربن) سیسټم یو عام اضافه کونکي ترکیب دی، کوم چې کولی شي د غلو د حد انرژي کمه کړي او د SiC سطحې څخه SiO₂ لرې کړي. په هرصورت، دودیز BC اضافه کونکي ډیری وختونه پاتې ناپاکۍ معرفي کوي، د SiC پاکوالي کموي.

د اضافه موادو کنټرولولو سره (B 0.4 wt.%, C 1.8 wt.%) او د 0.5 ساعتونو لپاره په 2150°C کې سینټر کولو سره، د لوړ پاکوالي SiC سیرامیکونه چې د 99.6 wt.% پاکوالي او د 98.4% نسبي کثافت سره ترلاسه شول. مایکرو جوړښت د ستوني دانې (ځینې یې په اوږدوالي کې له 450 µm څخه ډیر) ښودلې، د دانې په سرحدونو کې کوچني سوري او د دانې دننه ګرافایټ ذرات سره. سیرامیکونو د 443 ± 27 MPa انعطاف منونکی ځواک، د 420 ± 1 GPa لچک لرونکی ماډول، او د 3.84 × 10⁻⁶ K⁻¹ د تودوخې پراخولو ضخامت د خونې د تودوخې تر 600°C پورې په حد کې ښودلی، چې غوره ټولیز فعالیت ښیې.

د PSS-SiC مایکرو جوړښت: (A) د پالش کولو او NaOH ایچینګ وروسته د SEM عکس؛ (BD) د پالش کولو او ایچینګ وروسته د BSD عکسونه

III. د ګرم فشار ورکولو سینټرینګ

د ګرم فشار (HP) سینټرینګ د کثافت کولو تخنیک دی چې په ورته وخت کې د لوړ تودوخې او لوړ فشار شرایطو لاندې د پوډر موادو ته تودوخه او غیر محوري فشار پلي کوي. لوړ فشار د پام وړ د سوریو جوړښت مخه نیسي او د غلو وده محدودوي، پداسې حال کې چې لوړه تودوخه د غلو فیوژن او د غلو جوړښتونو رامینځته کولو ته وده ورکوي، په نهایت کې د لوړ کثافت، لوړ پاکوالي SiC سیرامیکونه تولیدوي. د فشار کولو سمتي طبیعت له امله، دا پروسه د غلو انیسوټروپي هڅوي، میخانیکي او اغوستلو ملکیتونو اغیزه کوي.

خالص SiC سیرامیکونه د اضافه کونکو پرته کثافت کول ګران دي، چې د الټرا لوړ فشار سینټرینګ ته اړتیا لري. نادیو او نورو په بریالیتوب سره په 2500 ° C او 5000 MPa کې د اضافه کونکو پرته بشپړ کثافت SiC چمتو کړ؛ سن او نورو په 25 GPa او 1400 ° C کې د 41.5 GPa پورې د ویکرز سختوالي سره β-SiC بلک مواد ترلاسه کړل. د 4 GPa فشار په کارولو سره، د SiC سیرامیکونه چې نږدې 98٪ او 99٪ نسبي کثافت، د 35 GPa سختوالي، او د 450 GPa لچک لرونکي ماډولس سره په ترتیب سره په 1500 ° C او 1900 ° C کې چمتو شوي. د 5 GPa او 1500 ° C کې د سینټرینګ مایکرون اندازې SiC پوډر د 31.3 GPa سختوالي او د 98.4٪ نسبي کثافت سره سیرامیکونه ترلاسه کړل.

که څه هم دا پایلې ښیي چې الټرا لوړ فشار کولی شي د اضافه کولو څخه پاک کثافت ترلاسه کړي، د اړینو تجهیزاتو پیچلتیا او لوړ لګښت صنعتي غوښتنلیکونه محدودوي. له همدې امله، په عملي چمتووالي کې، ټریس اضافه کونکي یا د پوډر ګرانولیشن اکثرا د سینټرینګ چلولو ځواک لوړولو لپاره کارول کیږي.

د اضافه کونکي په توګه د 4 wt.% فینولیک رال اضافه کولو او په 2350°C او 50 MPa کې سینټر کولو سره، د SiC سیرامیکونه د 92% کثافت کچه او 99.998% پاکوالي سره ترلاسه شول. د ټیټ اضافه کونکي مقدار (بوریک اسید او D-fructose) په کارولو سره او په 2050°C او 40 MPa کې سینټر کولو سره، د لوړ پاکوالي SiC د نسبي کثافت> 99.5% او پاتې B مینځپانګې یوازې 556 ppm سره چمتو شو. د SEM انځورونو ښودلې چې د فشار پرته سینټر شوي نمونو په پرتله، ګرم فشار شوي نمونې کوچني غلې دانې، لږ سوري، او لوړ کثافت درلود. د انعطاف ځواک 453.7 ± 44.9 MPa و، او لچک لرونکی ماډول 444.3 ± 1.1 GPa ته ورسید.

د ۱۹۰۰ درجو سانتي ګراد په تودوخه کې د ساتلو وخت غځولو سره، د غلې دانې اندازه له ۱.۵ μm څخه ۱.۸ μm ته لوړه شوه، او د تودوخې چالکتیا له ۱۵۵ څخه ۱۶۷ W·m⁻¹·K⁻¹ ته ښه شوه، پداسې حال کې چې د پلازما د زنګ وهلو مقاومت هم لوړ شو.

د ۱۸۵۰ درجو سانتي ګراد او ۳۰ MPa په شرایطو کې، د دانه لرونکي او انیل شوي SiC پوډر ګرم فشار او چټک ګرم فشار په بشپړ ډول غلیظ β-SiC سیرامیکونه پرته له کوم اضافه کولو څخه ترلاسه کړل، د ۳.۲ g/cm³ کثافت او د سینټرینګ تودوخه د دودیزو پروسو په پرتله ۱۵۰-۲۰۰ درجو سانتي ګراد ټیټه وه. سیرامیکونو د ۲۷۲۹ GPa سختۍ، د فریکچر سختۍ ۵.۲۵–۵.۳۰ MPa·m^۱/۲، او غوره کریپ مقاومت (د کریپ نرخونه ۹.۹ × ۱۰⁻¹⁰ s⁻¹ او ۳.۸ × ۱۰⁻⁹ s⁻¹ په ۱۴۰۰°C/۱۴۵۰°C او ۱۰۰ MPa کې) ښودلی و.

(الف) د پالش شوي سطحې SEM انځور؛ (ب) د مات شوي سطحې SEM انځور؛ (ج، د) د پالش شوي سطحې BSD انځور

د پیزو الیکټریک سیرامیکونو لپاره د 3D چاپ کولو څیړنې کې، د سیرامیک سلیري، د اصلي فکتور په توګه چې په جوړښت او فعالیت اغیزه کوي، په کورني او نړیواله کچه یو مهم تمرکز ګرځیدلی. اوسني مطالعات عموما ښیي چې پیرامیټرې لکه د پوډر ذراتو اندازه، د سلیري واسکوسیټي، او جامد مینځپانګه د وروستي محصول د جوړولو کیفیت او د پیزو الیکټریک ملکیتونو باندې د پام وړ اغیزه کوي.

څېړنو موندلې ده چې د مایکرون، سب مایکرون او نانو اندازې بیریم ټایټانیټ پوډرونو په کارولو سره چمتو شوي سیرامیک سلیري د سټیریو لیتوګرافي (د مثال په توګه، LCD-SLA) پروسو کې د پام وړ توپیرونه ښیې. لکه څنګه چې د ذرو اندازه کمیږي، د سلیري واسکاسیټي په څرګند ډول زیاتیږي، د نانو اندازې پوډرونه د سلیري تولیدوي چې د ملیاردونو mPa·s ته رسیدونکي ویسکوسیټي لري. د مایکرون اندازې پوډرونو سره سلیري د چاپ پرمهال د ډیلامینیشن او پوستکي کیدو خطر لري، پداسې حال کې چې سب مایکرون او نانو اندازې پوډرونه ډیر باثباته جوړښت چلند ښیې. د لوړې تودوخې سینټر کولو وروسته، پایله شوي سیرامیک نمونې د 5.44 g/cm³ کثافت ترلاسه کړ، د پیزو الیکټریک کوفیشینټ (d₃₃) نږدې 200 pC/N، او د ټیټ ضایع عوامل، د غوره الیکټرو میخانیکي غبرګون ملکیتونه ښیې.

سربیره پردې، په مایکرو سټیریولیتوګرافي پروسو کې، د PZT ډوله سلیري جامد مینځپانګې تنظیم کول (د مثال په توګه، 75 wt.٪) د 7.35 g/cm³ کثافت سره سینټر شوي بدنونه ترلاسه کړل، د پولینګ بریښنایی ساحو لاندې تر 600 pC/N پورې د پیزو الیکټریک ثابت ترلاسه کول. د مایکرو پیمانه د خرابوالي جبران په اړه څیړنې د جوړښت دقت د پام وړ ښه کړی، تر 80٪ پورې جیومیټریک دقیقیت لوړ کړی.

د PMN-PT پیزو الیکټریک سیرامیکونو په اړه یوې بلې مطالعې څرګنده کړه چې جامد مواد د سیرامیک جوړښت او بریښنایی ملکیتونو باندې په جدي ډول اغیزه کوي. د 80 wt.٪ جامد مینځپانګې سره، فرعي محصولات په اسانۍ سره په سیرامیکونو کې څرګند شول؛ لکه څنګه چې جامد مینځپانګه 82 wt.٪ او پورته ته لوړه شوه، فرعي محصولات په تدریجي ډول ورک شول، او د سیرامیک جوړښت د پام وړ ښه شوي فعالیت سره پاک شو. په 82 wt.٪ کې، سیرامیکونو غوره بریښنایی ملکیتونه وښودل: د 730 pC/N پیزو الیکټریک ثابت، د 7226 نسبي جواز، او یوازې 0.07 ډایالټریک ضایع.

په لنډه توګه، د سیرامیک سلیري ذراتو اندازه، جامد مواد، او ریولوژیکي ځانګړتیاوې نه یوازې د چاپ پروسې ثبات او دقت اغیزه کوي بلکه په مستقیم ډول د سینټر شوي بدنونو کثافت او پیزو الیکټریک غبرګون هم ټاکي، چې دوی د لوړ فعالیت 3D چاپ شوي پیزو الیکټریک سیرامیکونو ترلاسه کولو لپاره کلیدي پیرامیټرونه جوړوي.

د BT/UV نمونو د LCD-SLA 3D چاپ کولو اصلي پروسه

د PMN-PT سیرامیک ځانګړتیاوې چې مختلف جامد مواد لري

IV. سپارک پلازما سینټرینګ

د سپارک پلازما سینټرینګ (SPS) یوه پرمختللې سینټرینګ ټیکنالوژي ده چې د چټک کثافت ترلاسه کولو لپاره په پوډرونو کې په ورته وخت کې پلي شوي نبض شوي جریان او میخانیکي فشار کاروي. پدې پروسه کې، جریان په مستقیم ډول مولډ او پوډر ګرموي، د جول تودوخه او پلازما تولیدوي، چې په لنډ وخت کې (معمولا د 10 دقیقو دننه) مؤثر سینټرینګ فعالوي. چټک تودوخه د سطحې خپریدو ته وده ورکوي، پداسې حال کې چې د سپارک خارجیدل د پوډر سطحو څخه د جذب شوي ګازونو او اکسایډ پرتونو لرې کولو کې مرسته کوي، د سینټرینګ فعالیت ښه کوي. د الکترومقناطیسي ساحو لخوا رامینځته شوی د بریښنایی مهاجرت اغیز هم اټومي خپریدو ته وده ورکوي.

د دودیزو ګرمو فشارونو په پرتله، SPS ډیر مستقیم تودوخه کاروي، په ټیټه تودوخه کې کثافت فعالوي پداسې حال کې چې په مؤثره توګه د غلو دانو وده مخنیوی کوي ترڅو ښه او یوشان مایکرو جوړښتونه ترلاسه کړي. د مثال په توګه:

• پرته له اضافه کونکو څخه، د خامو موادو په توګه د ځمکې SiC پوډر په کارولو سره، د 30 دقیقو لپاره په 2100 درجو سانتی ګراد او 70 MPa کې سینټر کولو سره نمونې د 98٪ نسبي کثافت سره ترلاسه شوې.
• د لسو دقیقو لپاره په ۱۷۰۰ درجو سانتی ګراد او ۴۰ MPa کې سینټر کولو سره د ۹۸٪ کثافت او د غلې دانې اندازه یوازې ۳۰-۵۰ nm سره مکعب SiC تولید شو.
• د ۸۰ µm دانه لرونکي SiC پوډر کارول او په ۱۸۶۰ درجو سانتی ګراد او ۵۰ MPa کې د ۵ دقیقو لپاره سینټر کول د لوړ فعالیت SiC سیرامیکونو پایله وه چې ۹۸.۵٪ نسبي کثافت لري، د ویکرز مایکرو هارډنس ۲۸.۵ GPa، د انعطاف وړ ځواک ۳۹۵ MPa، او د ماتیدو سختوالی ۴.۵ MPa·m^۱/۲.

د مایکروسټرکچرل تحلیل ښودلې چې لکه څنګه چې د سینټرینګ تودوخه له 1600 درجو سانتي ګراد څخه 1860 درجو سانتي ګراد ته لوړه شوه، د موادو سوري د پام وړ کمه شوه، چې په لوړه تودوخه کې بشپړ کثافت ته نږدې شوه.

د SiC سیرامیکونو مایکرو جوړښت په مختلفو تودوخې کې سینټر شوی: (A) 1600°C، (B) 1700°C، (C) 1790°C او (D) 1860°C

V. د اضافه کولو تولید

د اضافه کولو تولید (AM) په دې وروستیو کې د خپل پرت په پرت د جوړولو پروسې له امله د پیچلو سیرامیک اجزاو په جوړولو کې خورا لوی ظرفیت ښودلی دی. د SiC سیرامیکونو لپاره، ډیری AM ټیکنالوژي رامینځته شوي، پشمول د باندر جیټینګ (BJ)، 3DP، انتخابي لیزر سینټرینګ (SLS)، مستقیم رنګ لیکل (DIW)، او سټیریو لیتوګرافي (SL، DLP). په هرصورت، 3DP او DIW ټیټ دقت لري، پداسې حال کې چې SLS د تودوخې فشار او درزونو رامینځته کولو تمایل لري. برعکس، BJ او SL د لوړ پاکوالي، لوړ دقت پیچلي سیرامیکونو تولید کې لویې ګټې وړاندې کوي.

1. د باندر جیټینګ (BJ)

د BJ ټیکنالوژۍ کې د باندر پوډر ته د طبقه په طبقه سپری کول شامل دي، وروسته د وروستي سیرامیک محصول ترلاسه کولو لپاره ډیبنډینګ او سینټرینګ کول. د کیمیاوي بخار نفوذ (CVI) سره د BJ یوځای کول، لوړ پاکوالی، په بشپړ ډول کرسټالین SiC سیرامیکونه په بریالیتوب سره چمتو شوي. پدې پروسه کې شامل دي:

① د BJ په کارولو سره د SiC سیرامیک شنه بدنونه جوړول.
② د CVI له لارې په ۱۰۰۰ درجو سانتي ګراد او ۲۰۰ تور کې کثافت ورکول.
③ د وروستي SiC سیرامیک کثافت 2.95 g/cm³، د حرارتي چالکتیا 37 W/m·K، او د انعطاف ځواک 297 MPa درلود.

د چپکونکي جیټ (BJ) چاپ کولو سکیمیک ډیاګرام. (A) د کمپیوټر په مرسته ډیزاین (CAD) ماډل، (B) د BJ اصل سکیمیک ډیاګرام، (C) د BJ لخوا د SiC چاپ کول، (D) د کیمیاوي بخار نفوذ (CVI) لخوا د SiC کثافت کول

2. سټیریو لیتوګرافي (SL)

SL د UV-کیورینګ پر بنسټ د سیرامیک جوړولو ټیکنالوژي ده چې خورا لوړ دقت او پیچلي جوړښت جوړونې وړتیاوې لري. دا طریقه د فوتو حساس سیرامیک سلیري کاروي چې لوړ جامد مینځپانګه او ټیټ واسکاسیټي لري ترڅو د فوتوپولیمرائزیشن له لارې د 3D سیرامیک شنه بدنونه جوړ کړي، وروسته د وروستي محصول ترلاسه کولو لپاره ډیبینډینګ او د لوړې تودوخې سینټرینګ.

د 35 حجم٪ SiC سلری په کارولو سره، د لوړ کیفیت 3D شنه بدنونه د 405 nm UV شعاع لاندې چمتو شوي او د 800 ° C او PIP درملنې کې د پولیمر سوځیدنې له لارې نور هم کثافت شوي. پایلو ښودلې چې د 35 حجم٪ سلری سره چمتو شوي نمونې د 84.8٪ نسبي کثافت ترلاسه کړی، چې د 30٪ او 40٪ کنټرول ګروپونو څخه یې غوره فعالیت کړی.

د سلیري د تعدیل لپاره د لیپوفیلیک SiO₂ او فینولیک ایپوکسی رال (PEA) معرفي کولو سره، د فوتوپولیمرائزیشن فعالیت په مؤثره توګه ښه شو. د 4 ساعتونو لپاره په 1600 ° C کې د سینټر کولو وروسته، SiC ته نږدې بشپړ بدلون ترلاسه شو، د وروستي اکسیجن مینځپانګې سره یوازې 0.12٪، د لوړ پاکوالي، پیچلي جوړښت لرونکي SiC سیرامیکونو یو ګام جوړولو ته اجازه ورکړه پرته له مخکې اکسیډیشن یا مخکې له مخکې نفوذ مرحلو څخه.

د چاپ جوړښت او د هغې د سینټر کولو پروسې انځور. د نمونې بڼه د (A) 25 درجو سانتي ګراد کې وچولو وروسته، په (B) 1000 درجو سانتي ګراد کې پیرولیسس، او په (C) 1600 درجو سانتي ګراد کې سینټر کولو وروسته.

د سټیریولیتوګرافي 3D چاپ لپاره د فوتو حساس Si₃N₄ سیرامیک سلریونو ډیزاین کولو او د ډیبینډینګ-پریسینټرینګ او لوړ تودوخې عمر ورکولو پروسو په کارولو سره، د Si₃N₄ سیرامیکونه د 93.3٪ تیوریکي کثافت، د 279.8 MPa تناسلي ځواک، او د 308.5-333.2 MPa انعطاف وړ ځواک سره چمتو شوي. مطالعاتو وموندله چې د 45 حجم٪ جامد مینځپانګې او 10 ثانیو د افشا کولو وخت شرایطو لاندې، د IT77 کچې کیورنګ دقیقیت سره واحد پرت شنه بدنونه ترلاسه کیدی شي. د 0.1 °C/min د تودوخې نرخ سره د ټیټ تودوخې ډیبینډینګ پروسې د درز څخه پاک شنه بدنونو تولید کې مرسته وکړه.

سینټرینګ یو مهم ګام دی چې په سټیریولیتوګرافي کې وروستی فعالیت اغیزمن کوي. څیړنې ښیې چې د سینټرینګ مرستې اضافه کول کولی شي په مؤثره توګه د سیرامیک کثافت او میخانیکي ملکیتونو ته وده ورکړي. د لوړ کثافت Si₃N₄ سیرامیکونو چمتو کولو لپاره د سینټرینګ مرستې او بریښنایی ساحې په مرسته سینټرینګ ټیکنالوژۍ په توګه د CeO₂ کارول ، CeO₂ د غلې دانې په حدودو کې جلا کول وموندل شول ، د غلې دانې د حد سلایډینګ او کثافت هڅول. پایله لرونکي سیرامیکونو د ویکرز سختۍ HV10/10 (1347.9 ± 2.4) او د فریکچر سختۍ (6.57 ± 0.07) MPa·m¹/² ښودلې. د MgO–Y₂O₃ د اضافه کونکو په توګه ، د سیرامیک مایکرو جوړښت همغږي ښه شوې ، چې د پام وړ فعالیت یې لوړ کړی. د 8 wt.٪ په ټول ډوپینګ کچه کې ، انعطاف وړ ځواک او حرارتي چالکتیا په ترتیب سره 915.54 MPa او 59.58 W·m⁻¹·K⁻¹ ته ورسیده.

شپږم. پایله

په لنډه توګه، د لوړ پاکوالي سیلیکون کاربایډ (SiC) سیرامیکونه، د یو غوره انجینري سیرامیک موادو په توګه، په سیمیکمډکټرونو، فضايي، او خورا حالت تجهیزاتو کې د پراخ غوښتنلیک امکانات ښودلي دي. دې مقالې په سیستماتیک ډول د لوړ پاکوالي SiC سیرامیکونو لپاره پنځه ځانګړي چمتووالي لارې تحلیل کړې - د بیا کریسټال کولو سینټرینګ، بې فشار سینټرینګ، ګرم فشار، سپارک پلازما سینټرینګ، او اضافه کولو تولید - د دوی د کثافت میکانیزمونو، کلیدي پیرامیټر اصلاح کولو، د موادو فعالیت، او اړوندو ګټو او محدودیتونو په اړه مفصل بحثونو سره.

دا څرګنده ده چې مختلفې پروسې د لوړ پاکوالي، لوړ کثافت، پیچلي جوړښتونو او صنعتي امکاناتو د ترلاسه کولو له پلوه ځانګړي ځانګړتیاوې لري. د اضافي تولید ټیکنالوژۍ، په ځانګړې توګه، د پیچلو شکلونو او دودیزو اجزاو په جوړولو کې قوي ظرفیت ښودلی، د سټیریو لیتوګرافي او باندر جیټینګ په څیر فرعي برخو کې پرمختګونو سره، دا د لوړ پاکوالي SiC سیرامیک چمتووالي لپاره یو مهم پرمختګ لار ګرځوي.

د لوړ پاکوالي SiC سیرامیک چمتووالي په اړه راتلونکې څیړنې باید ژورې مطالعې ته اړتیا ولري، د لابراتوار پیمانه څخه لوی پیمانه، خورا باوري انجینري غوښتنلیکونو ته لیږد ته وده ورکړي، په دې توګه د لوړ پای تجهیزاتو تولید او راتلونکي نسل معلوماتي ټیکنالوژیو لپاره مهم مادي ملاتړ چمتو کوي.

XKH یو لوړ ټیک تصدۍ ده چې د لوړ فعالیت سیرامیک موادو په څیړنه او تولید کې تخصص لري. دا د لوړ پاکوالي سیلیکون کاربایډ (SiC) سیرامیکونو په بڼه د پیرودونکو لپاره دودیز حلونه چمتو کولو ته وقف شوی دی. شرکت د موادو چمتو کولو پرمختللي ټیکنالوژي او دقیق پروسس کولو وړتیاوې لري. د دې سوداګرۍ د لوړ پاکوالي SiC سیرامیکونو څیړنه، تولید، دقیق پروسس کول، او د سطحې درملنه شامله ده، د لوړ فعالیت سیرامیک اجزاو لپاره د سیمیکمډکټر، نوې انرژۍ، فضا او نورو برخو سخت اړتیاوې پوره کوي. د بالغ سینټرینګ پروسو او اضافه کولو تولید ټیکنالوژیو څخه ګټه پورته کول، موږ کولی شو پیرودونکو ته د موادو فورمول اصلاح کولو، پیچلي جوړښت جوړښت څخه تر دقیق پروسس کولو پورې یو واحد خدمت وړاندې کړو، ډاډ ترلاسه کړو چې محصولات غوره میخانیکي ملکیتونه، حرارتي ثبات او د زنګ مقاومت لري.