Silicon carbide (SiC) dhoobada nadiifka ah ee nadiifka ah waxay u soo baxday inay yihiin agab ku habboon qaybaha muhiimka ah ee semiconductor, aerospace, iyo warshadaha kiimikaad sababtuna tahay kuleylkooda gaarka ah, xasiloonida kiimikada, iyo xoogga farsamada. Iyada oo la kordhinayo baahida loo qabo waxqabadka sare, aaladaha dhoobada wasakhaysan ee hooseeya, horumarinta tignoolajiyada diyaarinta hufan oo la miisaami karo ee ceramics-ka sare ee nadiifka ah ee SiC waxay noqotay diiradda cilmi baarista caalamiga ah. Warqadani waxay si nidaamsan u eegaysaa hababka diyaarinta waaweyn ee hadda jira ee dhoobada SiC ee nadiifka ah, oo ay ku jiraan recrystallization sintering, sintering aan cadaadis lahayn (PS), cadaadis kulul (HP), spark plasma sintering (SPS), iyo wax soo saarka dheeriga ah (AM), iyadoo xoogga la saarayo ka doodista hababka sintering, halbeegyada muhiimka ah, sifooyinka alaabta, iyo caqabadaha jira ee geeddi-socod kasta.
Codsiga ceramics-ka SiC ee dhinacyada milatariga iyo injineernimada
Waqtigan xaadirka ah, qaybaha dhoobada SiC ee nadiifka ah ayaa si weyn loogu isticmaalaa qalabka wax soo saarka wafer silikoon, ka qayb qaadashada hababka asaasiga ah sida oksaydhka, lithography, etching, iyo implantation ion. Horumarka tignoolajiyada wafer-ka, kordhinta cabbirrada wafer-ka ayaa noqday isbeddel muhiim ah. Cabbirka wafer-ka caadiga ah ee hadda jira waa 300 mm, iyadoo la gaarayo dheelitirnaan wanaagsan oo u dhexeeya qiimaha iyo awoodda wax soo saarka. Si kastaba ha ahaatee, oo uu wado sharciga Moore, wax soo saarka ballaaran ee 450 mm wafers ayaa horeyba ugu jiray ajandaha. Waferrada waaweyni waxay caadi ahaan u baahan yihiin xoog dhismeed sare si ay isaga caabiyaan is-diritaannada iyo qallafsanaanta, taasoo sii wadi doonta baahida sii kordheysa ee cabbirka weyn, xoogga-sare, nadiifka sare ee qaybaha dhoobada SiC. Sanadihii la soo dhaafay, wax-soo-saarka wax-soo-saarka (daabacaadda 3D), oo ah tignoolajiyada wax-soo-saarka degdega ah ee u baahan wax caaryaal ah, waxay muujisay karti aad u weyn oo ku saabsan samaynta qaybaha dhoobada ee qaabaysan ee SiC sababtoo ah dhismaheeda lakabka-lakabka ah iyo awoodaha naqshadeynta dabacsan, soo jiidashada dareenka baahsan.
Warqadani waxay si nidaamsan u falanqeyn doontaa shan hababka diyaarinta wakiillada ee nadiifinta sare ee SiC ceramics — sintering recrystallization, sintering aan cadaadis lahayn, cadaadis kulul, sintering plasma dhinbiil, iyo wax soo saarka dheeraadka ah — diiradda saaraya hababka ay sintering, habka hagaajinta habka, sifooyinka waxqabadka alaabta, iyo rajada codsiga warshadaha.
Shuruudaha alaabta ceyriinka ah ee silikoon carbide nadiif ah oo sarreeya
I. Recrystalization Sintering
Silicon carbide (RSiC) dib-u-crystallized waa walxo SiC oo saafi ah oo aad u saraysa oo la diyaariyay iyada oo aan qalabayn qalab heerkul sare ah 2100-2500°C. Tan iyo markii ugu horeysay ee Fredriksson uu helay ifafaale dib u soo celinta dabayaaqadii qarnigii 19aad, RSiC waxay soo jiidatay fiiro gaar ah sababtoo ah xuduudeeda nadiifka ah iyo maqnaanshaha wejiyada dhalada iyo wasakhda. Heerkulka sare, SiC waxa ay muujisaa cadaadiska uumiga oo aad u sarreeya, farsama-qaadkeeduna waxa ugu horrayn ku lug leh habka uumi-qaboojinta: Miraha wanaagsan ayaa uumi baxa oo dib u kaydiyaa sagxadaha miraha waaweyn, kor u qaadida korriinka qoorta iyo isku xidhka tooska ah ee u dhexeeya badarka, taas oo kor u qaadaysa xoogga alaabta.
Sannadkii 1990kii, Kriegesmann waxa uu u diyaariyey RSiC cufnaanta qaraabada ah ee 79.1% iyada oo la isticmaalayo shubka sibidhka 2200°C, iyada oo qaybta iskutallaabtu muujinayso qaab-dhismeed yar oo ka kooban miro iyo daldaloolo. Ka dib, Yi et al. loo adeegsaday shubista jel si ay u diyaariyaan jidhka cagaarka ah oo ku daadi 2450°C, iyaga oo helaya ceramics RSiC oo leh cufnaanta guud ee 2.53 g/cm³ iyo xoog dabacsan oo ah 55.4 MPa.
Dusha jabka SEM ee RSiC
Marka la barbar dhigo SiC cufan, RSiC waxay leedahay cufnaanta hoose (qiyaastii 2.5 g/cm³) iyo qiyaastii 20% porosity furan, taasoo xaddidaysa waxqabadkeeda codsiyada xoogga badan. Sidaa darteed, hagaajinta cufnaanta iyo sifooyinka farsamada ee RSiC waxay noqotay diiradda cilmi-baarista muhiimka ah. Sung iyo al. la soo jeediyay in silikoon dhalaalaysa la geliyo kaarboon/β-SiC isku-dhafan oo isku dhafan iyo dib-u-crystallization at 2200°C, iyada oo si guul leh loo dhisayo qaab-dhismeedka shabakad ka kooban α-SiC badarka qallafsan. RSiC-da soo baxday waxay gaadhay cufnaanta 2.7 g/cm³ iyo xoog dabacsanaan ah oo ah 134 MPa, iyada oo ilaalinaysa xasilloonida farsamada heerkul sare.
Si loo sii wanaajiyo cufnaanta, Guo et al. Tiknooloojiyada soo gelista polymer-ka iyo pyrolysis (PIP) ee daawaynta badan ee RSiC. Isticmaalka xalalka PCS/xylene iyo SiC/PCS/xylene slurries sida soo galootiga, kadib 3-6 wareegyada PIP, cufnaanta RSiC ayaa si weyn loo hagaajiyay (ilaa 2.90 g/cm³), oo ay weheliso xooggeeda dabacsanaanta. Intaa waxaa dheer, waxay soo jeediyeen istiraatiijiyad wareeg ah oo isku darka PIP iyo recrystallization: pyrolysis at 1400 ° C oo ay ku xigto recrystalization at 2400 ° C, si wax ku ool ah u nadiifinta xannibaadaha walxaha iyo yaraynta porosity. Walaxda ugu dambaysa ee RSiC waxay gaadhay cufnaanta 2.99 g/cm³ iyo xoog dabacsanaan ah oo ah 162.3 MPa, taasoo muujinaysa waxqabad dhammaystiran oo heersare ah.
Sawirada SEM ee kobaca qaabdhismeedka yar yar ee RSiC ee la safeeyey ka dib markii polymer impregnation iyo pyrolysis (PIP) -recrystallization wareegyada: RSiC hore (A), ka dib markii ugu horeysay PIP-recrystallization wareegga (B), iyo ka dib wareegga saddexaad (C)
II. Sintering aan cadaadis lahayn
Silikoon carbide (SiC) ceramics-ka aan cadaadiska lahayn ayaa sida caadiga ah loo diyaariyaa iyadoo la isticmaalayo nadiif sare, budada ultrafine SiC sida walxo ceeriin ah, oo lagu daray xaddi yar oo kaalmaha qallafsan oo lagu daray, oo lagu miiray jawi aan firfircoonayn ama faaruq ah 1800-2150 ° C. Habkani wuxuu ku habboon yahay in la soo saaro qaybo dhoobo ah oo aad u ballaaran oo isku dhafan. Si kastaba ha ahaatee, maadaama SiC ay ugu horrayn si wadajir ah ugu xidhan tahay, isku xidhkeeda is-fidinta ayaa aad u hooseeya, taas oo ka dhigaysa cufnaanta adag iyada oo aan la helin qalabyo kala duwan.
Iyadoo lagu salaynayo habka sintering, sintering bilaa cadaadis ah waxa loo qaybin karaa laba qaybood: dareere-waji-sitering aan cadaadis lahayn (PLS-SiC) iyo mid adag oo adag (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (Wajiga Dareeraha ah ee Sintering)
PLS-SiC caadi ahaan waxaa lagu shubaa wax ka hooseeya 2000°C iyadoo lagu darayo ku dhawaad 10 wt.% ee kaaliyayaasha sintering eutectic (sida Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, iyo naadir-earth oxides RE₂O₃) si ay u sameeyaan weji dareere ah, kor u qaadida cufnaanta iyo dib u soo celinta qayb ka mid ah. Habkani wuxuu ku habboon yahay dhoobada SiC-fasalka warshadaha, laakiin ma jiraan warbixinno ku saabsan SiC-nadiifinta sareeysa ee lagu gaaray wejiga dareeraha ah.
1.2 PSS-SiC (Dawlad Adag)
PSS-SiC waxay ku lug leedahay cufnaanta gobolka adag heerkulka ka sarreeya 2000 ° C oo leh ku dhawaad 1 wt.% ee lagu daro. Habkani wuxuu inta badan ku tiirsan yahay faafinta atomigga iyo dib u habeynta hadhuudhka oo ay dhaqaajiso heerkul sare si loo yareeyo tamarta dusha sare oo loo gaaro cufnaanta. Nidaamka BC (boron-carbon) waa isku-darka caadiga ah, kaas oo hoos u dhigi kara tamarta xadka hadhuudhka oo ka saari kara SiO₂ dusha SiC. Si kastaba ha ahaatee, waxyaabaha lagu daro BC-da dhaqameed waxay inta badan soo bandhigaan wasakhda haraaga ah, iyagoo yareynaya nadiifinta SiC.
Iyada oo la xakameynayo maadada wax lagu daro (B 0.4 wt.%, C 1.8 wt.%) iyo sintering at 2150 ° C ee saacadaha 0.5, dhoobada SiC nadiif ah oo nadiif ah oo nadiif ah 99.6 wt.% iyo cufnaanta qaraabada ah ee 98.4% ayaa la helay. Qaab-dhismeedku waxa uu muujiyay miro tiir leh (qaar ka badan 450 µm oo dherer ah), oo leh daldaloolo yaryar oo ku yaal xudduudaha hadhuudhka iyo walxaha garaafka ee gudaha badarka. Ceramics-ku waxay soo bandhigeen awood dabacsanaan ah oo ah 443 ± 27 MPa, modules laastik ah oo ah 420 ± 1 GPa, iyo kororka fidinta kulaylka ee 3.84 × 10⁻ K⁻¹ inta u dhaxaysa heerkulka qolka ilaa 600 ° C, oo muujinaya waxqabadka guud ee ugu fiican.
Qaab-dhismeedka-yar ee PSS-SiC: (A) Sawirka SEM ka dib dhalaalid iyo NaOH etching; (BD) Sawirrada BSD ka dib suufka iyo xoqidda
III. Cadaadiska Kulul Sintering
Cadaadiska kulul (HP) sintering waa farsamada cufnaanta taas oo isku mar ku dabaqaysa kulaylka iyo cadaadiska uniaxial ee walxaha budada ah ee hoos yimaada heerkulka sare iyo xaaladaha cadaadiska sare. Cadaadiska sare wuxuu si weyn u xannibaa samaynta daloolka wuxuuna xaddidaa korriinka hadhuudhka, halka heerkulka sare uu kor u qaadayo isku-dhafka hadhuudhka iyo samaynta qaabab cufan, ugu dambeyntii soo saarista cufnaanta sare, dhoobada SiC ee nadiifka ah. Sababtoo ah dabeecadda jihada ee cadaadiska, habkani wuxuu u janjeeraa inuu keeno anisotropy hadhuudh, saameynaya farsamooyinka iyo xirashada guryaha.
ceramics-ka saafiga ah ee SiC way adag tahay in la cufsado iyada oo aan wax lagu darin, una baahan cadaadis ultrahigh-sare ah. Nadeau iyo al. si guul leh loogu diyaariyey SiC cufan oo aan lahayn wax lagu daro 2500°C iyo 5000 MPa; Sun iyo al. la helay walxaha bulk β-SiC oo leh adkaanta Vickers ilaa 41.5 GPa at 25 GPa iyo 1400°C. Isticmaalka cadaadiska 4 GPa, ceramics SiC oo leh cufnaanta qaraabada ah ee ku dhawaad 98% iyo 99%, engegnaanta 35GPa, iyo modules laastikada ee 450GPa ayaa lagu diyaariyey 1500°C iyo 1900°C, siday u kala horreeyaan. Sintering micron-xajmiga SiC budada ah ee 5 GPa iyo 1500°C waxay keentay dhoobada adag ee 31.3GPa iyo cufnaanta qaraabada ah ee 98.4%.
Inkasta oo natiijooyinkani ay muujinayaan in cadaadiska ultrahigh uu gaari karo cufnaanta bilaashka ah, kakanaanta iyo qiimaha sare ee qalabka loo baahan yahay ayaa xaddidaya codsiyada warshadaha. Sidaa darteed, diyaarinta wax ku oolka ah, waxyaabaha lagu daro raadraaca ama granulation budada ayaa inta badan loo isticmaalaa si kor loogu qaado xoogga wadista.
Iyadoo lagu darayo 4 wt.% resin phenolic sida wax lagu daro iyo sintering at 2350 ° C iyo 50 MPa, ceramics SiC oo leh heerka cufnaanta ee 92% iyo daahirsanaanta 99.998% ayaa la helay. Isticmaalka qadar yar oo lagu daro (boric acid iyo D-fructose) iyo isku-buufinta 2050°C iyo 40 MPa, SiC-nadiif sare leh oo cufnaanta qaraabo ah>99.5% iyo ka kooban B ka kooban 556 ppm oo keliya ayaa la diyaariyey. Sawirada SEM waxay muujiyeen in, marka la barbar dhigo shaybaarrada cadaadiska-la'aanta ah, shaybaarrada kulul ee la riixay waxay lahaayeen miro yaryar, dalool yar, iyo cufnaanta sare. Awoodda dabacsanaantu waxay ahayd 453.7 ± 44.9 MPa, iyo modules-ka laastikada ayaa gaadhay 444.3 ± 1.1 GPa.
Kordhinta wakhtiga haynta 1900°C, cabirka hadhuudhku wuxuu kordhay min 1.5 μm ilaa 1.8 μm, iyo kulaylka kuleylku wuu fiicnaaday min 155 ilaa 167 W·m⁻¹·K⁻¹, iyadoo waliba kor loo qaadayo iska caabinta daxalka balaasmaha.
Xaaladaha 1850 ° C iyo 30 MPa, cadaadis kulul iyo cadaadis degdeg ah oo kulul ee budada SiC ee granulated iyo annealed waxay keentay dhoobada β-SiC cufan iyada oo aan wax lagu darin, oo leh cufnaanta 3.2 g / cm³ iyo heerkulka sintering 150-200 ° C ka hooseeya hababka dhaqanka. Ceramics-yadu waxay soo bandhigeen adkaanta 2729 GPA, adkaanta jabka ee 5.25-5.30 MPa·m^1/2, iyo iska caabin gurguurta oo heersare ah 1400°C/1450°C iyo 100 MPa).
(A) Sawirka SEM ee dusha sare ee dhalaalaya; (B) Sawirka SEM ee dusha jabka; (C, D) Sawirka BSD ee dusha la silcay
Cilmi-baarista daabacaadda 3D ee ceramics piezoelectric, dhoobada dhoobada, oo ah qodobka ugu muhiimsan ee saameeya samaynta iyo waxqabadka, waxay noqotay diiradda ugu muhiimsan gudaha iyo dibaddaba. Daraasadaha hadda jira guud ahaan waxay muujinayaan in xuduudaha sida cabbirka walxaha budada ah, viscosity slurry, iyo content adag waxay si weyn u saameeyaan tayada samaynta iyo sifooyinka piezoelectric ee alaabta ugu dambeysa.
Cilmi-baaristu waxay ogaatay in dhoobada dhoobada ee la diyaariyey iyadoo la adeegsanayo micron-, submicron-, iyo nano-cabbir barium titanate budada ay muujiyaan kala duwanaansho weyn oo ku saabsan hababka stereolithography (tusaale, LCD-SLA). Marka cabbirka qaybku hoos u dhaco, viscosity slurry wuxuu si la taaban karo u kordhaa, budo cabbirkoodu yahay nano oo soo saara slurries oo leh muuqasho gaarey balaayiin mPa·s. Slurries leh budo yar yar waxay u nugul yihiin delamination iyo diirinta inta lagu jiro daabacaadda, halka budada submicron iyo nano-cabbirku ay muujinayaan habdhaqan qaabaysan oo deggan. Heerkulka heerkulka sare ka dib, shaybaarada dhoobada ah ee ka dhashay waxay gaadheen cufnaanta 5.44 g/cm³, iskuxiraha piezoelectric (d₃₃) oo qiyaastii 200 pC/N ah, iyo arrimo lumis hoose, oo muujinaya sifooyinka jawaab celinta elektiroonigga ah.
Intaa waxaa dheer, hababka micro-stereolithography, hagaajinta nuxurka adag ee nooca PZT-slurries (tusaale, 75 wt.%) waxay soo saartey jir-jilicsan oo leh cufnaanta 7.35 g/cm³, gaaritaanka piezoelectric joogto ah oo ilaa 600 pC/N ah oo hoos yimaada beero koronto. Cilmi-baadhis lagu sameeyay magdhowga qallafsanaanta-yar-yar ayaa si weyn u wanaajisay saxnaanta samaynta, iyada oo kor u qaadaysa saxnaanta joomatari ilaa 80%.
Daraasad kale oo ku saabsan ceramics-ka PMN-PT piezoelectric ceramics ayaa shaaca ka qaaday in maadada adag ay si ba'an u saameynayso qaab dhismeedka dhoobada iyo guryaha korantada. At 80 wt.% content adag, byproducts si fudud u muuqday in ceramics; maadaama maadada adagi ay kor u kacday 82 wt.% iyo wixii ka sareeya, wax soo saarku si tartiib tartiib ah ayey u lumeen, iyo qaab dhismeedka dhoobada ayaa noqday mid saafi ah, iyadoo si weyn loo hagaajiyay waxqabadka. 82 wt.%, ceramics-yadu waxay soo bandhigeen sifooyinka korantada ee ugu fiican: joogteynta piezoelectric ee 730 pC/N, ogolaanshaha qaraabada ee 7226, iyo luminta dielectric ee kaliya 0.07.
Marka la soo koobo, xajmiga walxaha, nuxurka adag, iyo sifooyinka rheological ee dhoobada dhoobada ma aha oo kaliya inay saameeyaan xasilloonida iyo saxnaanta habka daabacaadda, laakiin sidoo kale waxay si toos ah u go'aamiyaan cufnaanta iyo jawaabta piezoelectric ee jirrada sintay, iyaga oo ka dhigaya xuduudaha muhiimka ah ee lagu gaaro waxqabadka sare ee 3D-daabacan dhoobada piezoelectric.
Habka ugu muhiimsan ee daabacaadda LCD-SLA 3D ee shaybaarrada BT/UV
Tilmaamaha ceramics PMN-PT oo leh waxyaabo adag oo kala duwan
IV. Spark Plasma Sintering
Spark plasma sintering (SPS) waa tignoolajiyada sintering horumarsan oo adeegsata garaaca cadaadiska hadda iyo farsamada isku mar la marsiiyo budada si loo gaaro cufnaanta degdega ah. Nidaamkan, hadda wuxuu si toos ah u kululeeyaa caaryada iyo budada, taasoo dhalinaysa kulaylka Joule iyo balaasmaha, taas oo awood u siinaysa sintering hufan waqti gaaban (caadi ahaan 10 daqiiqo gudahood). Kuleylka degdega ah wuxuu kor u qaadaa faafinta dusha sare, halka dheecaanka dhimbiilku uu ka caawinayo ka saarista gaasaska xadhkaha goostay iyo lakabyada oksaydhka ee sagxadaha budada ah, hagaajinta waxqabadka qallafsanaanta. Saamaynta korantada ee ay keento meelaha korantada magnetka ayaa sidoo kale wanaajisa faafinta atomiga.
Marka la barbar dhigo cadaadiska kuleyl ee dhaqameed, SPS waxay shaqaaleysiisaa kuleyl toos ah oo dheeraad ah, taasoo awood u siineysa cufnaanta heerkulka hoose iyadoo si wax ku ool ah u joojinaysa koritaanka hadhuudhka si loo helo qaab-dhismeedyo yaryar oo siman. Tusaale ahaan:
- Iyada oo aan wax lagu darin, isticmaalka budada SiC ee dhulka sida walxo ceeriin ah, isku-buufinta 2100 ° C iyo 70 MPa 30 daqiiqo waxay keentay muunado leh 98% cufnaanta qaraabada.
- Isku-buufinta 1700 ° C iyo 40 MPa 10 daqiiqo ayaa soo saartay SiC cubic oo leh 98% cufnaanta iyo cabbirka badarka oo kaliya 30-50 nm.
- Isticmaalka budada 80 µm granular SiC iyo sintering at 1860 ° C iyo 50 MPa 5 daqiiqo waxay keentay wax-qabadka sare ee SiC ceramics oo leh 98.5% cufnaanta qaraabada, Vickers microhardness of 28.5 GPa, xoog dabacsanaan ee 395 MPa, iyo jabka ^ 4.5.
Falanqaynta qaab-dhismeedku waxay muujisay in marka heerkulku kor u kaco 1600 ° C ilaa 1860 ° C, porosity maaddooyinka ayaa si weyn hoos ugu dhacay, oo ku soo dhawaaday cufnaanta buuxda ee heerkulka sare.
Qaab-dhismeedka yar-yar ee ceramics-ka SiC waxa lagu miisaamay heerkul kala duwan: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C iyo (D) 1860°C
V. Wax-soo-saarka Wax-soo-saarka
Wax-soo-saarka wax-soo-saarka (AM) ayaa dhawaan soo bandhigay karti aad u wanaagsan oo lagu samaynayo qaybaha dhoobada adag ee kakan taas oo ay ugu wacan tahay hab-dhiskeeda lakab-lakabka ah. SiC ceramics, teknoolojiyad badan oo AM ayaa la sameeyay, oo ay ku jiraan binder jetting (BJ), 3DP, laysarka xulashada (SLS), qorista khad toos ah (DIW), iyo stereolithography (SL, DLP). Si kastaba ha ahaatee, 3DP iyo DIW waxay leeyihiin saxnaansho hoose, halka SLS ay u janjeerto inay keento diiqad kulaylka iyo dildilaaca. Taas bedelkeeda, BJ iyo SL waxay bixiyaan faa'iidooyin aad u weyn xagga soo saarista daahir sare, dhoobo isku dhafan oo sax ah.
- Binder Jetting (BJ)
Tiknoolajiyada BJ waxay ku lug leedahay buufinta lakabka-lakabka ah ee isku-xidhka budada curaarta ah, oo ay ku xigto kala-saarid iyo kala-saarid si loo helo badeecada dhoobada ugu dambeysa. Isku darka BJ iyo dhexgalka uumiga kiimikaad (CVI), nadiif sare, dhoobada SiC ee si buuxda u crystalline ayaa si guul leh loo diyaariyey. Habka waxaa ka mid ah:
① Samaynta Jidhka cagaaran ee dhoobada SiC iyadoo la isticmaalayo BJ.
② Ku caddaynta iyada oo loo marayo CVI at 1000 ° C iyo 200 Torr.
③ dhoobada ugu dambeysa ee SiC waxay lahayd cufnaanta 2.95 g/cm³, kulaylka kulaylka 37 W/m·K, iyo xoog dabacsanaan ah oo ah 297 MPa.
Jaantuska jaantuska daabacaadda jetka xabagta (BJ). (A) Naqshadaynta kumbiyuutarka lagu caawiyo (CAD), (B) jaantuska jaantuska mabda'a BJ, (C) daabacaadda SiC ee BJ, (D) cufnaanta SiC iyadoo la adeegsanayo uumiga kiimikada (CVI)
- Stereolithography (SL)
SL waa tignoolajiyada samaynta dhoobada ee ku salaysan UV-ku-salaysan oo leh saxsanaan aad u sarreeya iyo awoodo qaab-dhismeed kakan. Habkani wuxuu isticmaalaa dhoobada dhoobada sawir-qaadista leh oo leh maaddooyin adag oo sarreeya iyo viscosity hooseeya si ay u sameeyaan maydhyo dhoobo ah oo 3D ah iyada oo loo marayo photopolymerization, oo ay ku xigto debinding iyo heerkulka sare ee sintering si loo helo alaabta kama dambaysta ah.
Isticmaalka 35 vol.% slurry SiC, jidh cagaaran oo tayo sare leh oo 3D ah ayaa lagu diyaariyay 405 nm shucaaca UV waxaana lagu sii cufsaday gubasho polymer ah 800°C iyo daaweynta PIP. Natiijooyinku waxay muujiyeen in muunado lagu diyaariyey 35 vol.% slurry ay gaadheen cufnaanta qaraabada ah ee 84.8%, taas oo ka sarreysa 30% iyo 40% kooxaha xakamaynta.
Soo bandhigida lipophilic SiO₂ iyo phenolic epoxy resin (PEA) si loo beddelo qulqulka, waxqabadka sawir-qaadista ayaa si wax ku ool ah loo hagaajiyay. Ka dib markii la isku dhajiyay 1600 ° C ee 4 h, beddelaad u dhow oo dhammaystiran oo loogu talagalay SiC ayaa la gaaray, iyada oo leh oksijiinta ugu dambeysa ee 0.12% oo keliya, taas oo awood u siinaysa hal-tallaabo oo ah nadiifinta sare-sare, dhoobada SiC-ga qaabaysan ee adag iyada oo aan lahayn oksijiinta hore ama tillaabooyin horudhac ah.
Sawirka qaab-dhismeedka daabacaadda iyo hab-raaceeda. Muuqashada muunada ka dib marka la qalajiyo (A) 25°C, pyrolysis at (B) 1000°C, iyo sintering at (C) 1600°C.
Adiga oo naqshadaynaya sawir-qaadista Si₃N₄ dhoobada dhoobada ee daabacaadda stereolithography 3D iyo shaqaalaynta debinding-presintering iyo hababka gabowga heerkul sare, Si₃N₄ ceramics oo leh 93.3% cufnaanta aragtida, xoogga xajinta ee 279.8 MPa, 38 MPa, waa la diyaariyay. Daraasaduhu waxay ogaadeen in xaaladaha 45 vol.% nuxur adag iyo 10 s wakhtiga soo-gaadhista, jidhka cagaarka ah ee lakabka leh ee saxda ah ee heerka IT77 la heli karo. Nidaam kala saarid heerkul hooseeya oo leh heerka kulaylka 0.1 °C/daqiiqo ayaa ka caawiyay soo saarista jir cagaaran oo aan dillaacin.
Sintering waa tallaabo muhiim ah oo saamaynaysa waxqabadka ugu dambeeya ee stereolithography. Cilmi-baaristu waxay muujinaysaa in ku darida aaladaha sintering ay si wax ku ool ah u wanaajin karto cufnaanta dhoobada iyo sifooyinka farsamada. Isticmaalka CeO₂ sidii gargaar sintering ah iyo tignoolajiyada sintering ka caawisay goobta koronto si loogu diyaariyo cufnaanta sare ee Si₃N₄ ceramics, CeO₂ waxaa la ogaaday in ay kala soocdo xudduudaha badarka, kor u qaadida silbashada xadka badarka iyo cufnaanta. Dheecaannada ka soo baxay ayaa muujiyay adkaanta Vickers ee HV10/10 (1347.9 ± 2.4) iyo adkaanta jabka (6.57 ± 0.07) MPa·m¹/². Iyada oo MgO-Y₂O₃ lagu daro ahaan, isku-naanshaha qaab-dhismeed yar-yar ee dhoobada ah ayaa la wanaajiyey, taasoo si weyn kor ugu qaadeysa waxqabadka. Wadarta heerka doping ee 8 wt.%, xoogga dabacsanaanta iyo kulaylka kulaylka ayaa gaadhay 915.54 MPa iyo 59.58 W·m⁻¹·K⁻¹, siday u kala horreeyaan.
VI. Gabagabo
Marka la soo koobo, dhoobada silikoon carbide (SiC) ee nadiifka sare ah, oo ah shay dhoobada injineernimada ee aad u wanaagsan, ayaa muujiyay rajooyin balaadhan oo codsi ah oo ku saabsan semiconductors, hawada hawada, iyo qalabka xaalada aad u daran. Warqadani waxay si habaysan u falanqaysay shan dariiqo diyaarinta caadiga ah oo loogu talagalay ceramics-ka nadiifsanaanta sare leh ee SiC — sintering recrystallization, sintering aan cadaadis lahayn, cadaadis kulul, sintering balaasmaha dhimbiil, iyo wax soo saarka dheeriga ah-iyado doodo faahfaahsan oo ku saabsan hababka cuftooda, kobcinta halbeegga muhiimka ah, waxqabadka alaabta, iyo faa'iidooyinka iyo xaddidaadaha ay u kala horreeyaan.
Waxaa cad in hababka kala duwan mid kastaa leeyahay astaamo u gaar ah marka la eego gaaritaanka nadiifnimada sare, cufnaanta sare, qaabdhismeedka adag, iyo suurtagalnimada warshadaha. Tiknoolajiyada wax-soo-saarka wax-soo-saarka, gaar ahaan, waxay muujisay karti xooggan oo lagu soo saari karo qaybo qaabaysan oo la habeeyey, iyada oo horumarro laga gaaray qaybaha hoose sida stereolithography iyo jetting-ka, taasoo ka dhigaysa jihada horumarineed ee muhiimka ah ee diyaarinta dhoobada sare ee SiC.
Cilmi-baarista mustaqbalka ee nadiifinta sare ee diyaarinta dhoobada SiC waxay u baahan tahay in si qoto dheer loo sii wado, kor u qaadista ka gudubka cabbirka shaybaarka ilaa baaxadda weyn, codsiyada injineernimada aadka la isku halleyn karo, taas oo bixisa taageero qalab muhiim ah oo loogu talagalay soo saarista qalabka-dhamaadka sare iyo tiknoolajiyada macluumaadka jiilka soo socda.
XKH waa shirkad tignoolajiyada sare ku takhasustay oo ku takhasustay cilmi baarista iyo soo saarista agabka dhoobada wax qabadkoodu sareeyo. Waxay u heellan tahay inay siiso macaamiisha xalal habaysan oo ah qaab dhoobada silikoon carbide (SiC) nadiif ah oo sarreeya. Shirkaddu waxay leedahay tignoolajiyada diyaarinta walxaha horumarsan iyo awoodaha habaynta saxda ah. Ganacsigeedu wuxuu ka kooban yahay cilmi-baarista, wax-soo-saarka, farsamaynta saxda ah, iyo daaweynta dusha sare ee ceramics-ka SiC ee nadiifka ah, oo buuxinaya shuruudaha adag ee semiconductor, tamarta cusub, hawada hawada iyo qaybaha kale ee qaybaha dhoobada waxqabadka sare leh. Ka faa'iidaysiga hababka sintering baaluq iyo teknoolajiyada wax soo saarka dheeriga ah, waxaan u soo bandhigi kartaa macaamiisha adeeg hal-joojin ka tayeynta formula walxaha, samaynta qaab-dhismeedka adag in processing saxda ah, hubinta in alaabooyinka hantiyi sifooyin farsamo heer sare ah, xasilloonida kulaylka iyo iska caabin daxalka.
Waqtiga boostada: Jul-30-2025