陶瓷3D打印碳化硅燒結(jié)技術(shù)分享之三:熱壓燒結(jié)SiC
熱壓燒結(jié)是將干燥的碳化硅粉料填充進(jìn)高強(qiáng)石墨模具內(nèi),在升溫的同時(shí)施加一個(gè)軸向壓力,在合適的壓力-溫度-時(shí)間工藝條件控制下,實(shí)現(xiàn)碳化硅的燒結(jié)成型。一般燒結(jié)溫度1950℃,壓力在幾十MPa。
? ? 與無壓燒結(jié)類似,可以通過添加多種燒結(jié)助劑以提高制品的性能。燒結(jié)助劑包括B4C、Al2O3、AlN、BN、Al、BeO、B+C、B。
? ? 各類燒結(jié)助劑在燒結(jié)致密化過程中的機(jī)理可以大致分為兩類:一類是與SiC 中的雜質(zhì)形成液相,通過液相促進(jìn)燒結(jié);另一類是與SiC 形成固溶體,降低晶界能并促進(jìn)燒結(jié)。
? ? 由于加熱加壓同時(shí)進(jìn)行,粉料處于熱塑性狀態(tài),有助于顆粒的接觸擴(kuò)散、流動(dòng)傳質(zhì)過程的進(jìn)行,能在較低的燒結(jié)溫度,較短的燒結(jié)時(shí)間,得到晶粒細(xì)小、相對(duì)密度高和力學(xué)性能良好的碳化硅陶瓷產(chǎn)品。該工藝不足在于設(shè)備及工藝復(fù)雜,模具材料要求高,只能制備簡(jiǎn)單形狀的零件,生產(chǎn)效率較低,生產(chǎn)成本高,適用于高性能要求、高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)。
? ? 熱壓燒結(jié)碳化硅密度可達(dá)3.17 g/cm^3~3.22 g/cm^3,彈性模量440GPa~450GPa,彎曲強(qiáng)度487MPa~770MPa。