PEP技术在制备碳化硅陶瓷方面具有显著的优势

更新时间:2025-11-04 06:30 类型:新闻资讯 来源:网络整理

  碳化硅陶瓷原料具有精良的耐磨性、导热性、抗氧化性及优异的高温力学机能等长处。不光正在古板工业周围取得了广大操纵,并且正在半导体、核能、邦防及空间身手等高科技周围的操纵也正在持续拓展,操纵前景至极辽阔。

  碳化硅陶瓷正在粉末的制备身手方面:溶胶-凝胶法、化学气相法和高温自蔓燃法合成三分鼎足;而正在古板成形身手方面:热等静压、注浆成形、挤压和打针成型获得了广大操纵。

  碳化硅是强共价键集合的化合物,烧结时的扩散速度相当低,导致其烧结致密化难度大,为此进展出了众种碳化硅的烧结制备身手。目前,较为成熟的工业化坐蓐碳化硅陶瓷原料的合键体例有反映烧结、常压烧结和重结晶烧结、热压烧结、热等静压烧结。其余,放电等离子烧结、闪烧、振荡压力烧结等新型烧结身手也获得了讨论与进展。用到较众的为反映烧结、常压烧结和重结晶烧结三种烧结身手,其所制备的碳化硅显微组织和机能及操纵周围也有分别。

  反映烧结的烧结温度低,坐蓐本钱低,制备的产物缩小率极小,致密化水平高,适合大尺寸庞大式样组织件的制备,反映烧结碳化硅众用于高温窑具、喷火嘴、热调换器、光学反射镜等方面。

  常压烧结的上风正在于坐蓐本钱低,对产物的式样尺寸没有限定, 制备的产物致密度高,显微组织平均,原料归纳机能优异,以是更适合制备周详组织件,如各种机器泵中的密封件、滑动轴承及防弹装甲、光学反射镜、半导体晶圆夹具等。

  重结晶碳化硅具有纯净的晶相,不含杂质,且有较高的孔隙率、优异的导热性和抗热震性,是高温窑具、热调换器或燃烧喷嘴的理思候选原料。

  而比拟于古板的成型身手,3D打印身手具有智能、无模、周详、高庞大度的筑筑才能,它不妨完工古板工艺不大概完工的筑筑。而碳化物陶瓷没有熔点,如碳化硅会正在高温下氧化成二氧化硅,或者是其他的气体、激光的功用下直接分化,导致无法直接3D打印,需打印出一个素坯再去烧结。

  升华三维通过独创的粉末挤出打印身手(PEP)完毕碳化硅陶瓷的近净尺寸制备,且机能可到达乃至超越锻制工艺。PEP身手是一种“3D打印+粉末冶金”相集合的金属/陶瓷间接3D打印工艺,其合理避开了以激光为能量源的3D打印,采用颗粒熔融挤出成型体例。通过先打印生坯,然后再经历合理的烧结等工艺,获得机能优秀的碳化硅组织件。

  采用打印与烧结分散的工艺形式,打印配置愚弄了螺杆挤出编制,不须要高贵的高能量激光器件,能极大地裁减3D打印配置加入本钱。

  PEP具有低温成型、高温成性的特质,可规避碳化硅陶瓷正在制备经过中会闪现譬喻气孔、裂纹、不均一性等缺陷,能很大水平上完毕高自正在度组织的碳化硅陶瓷产物筑筑及操纵。

  PEP对主流的反映烧结、常压烧结和重结晶烧结身手均具有高适配性,可充满愚弄原有工艺的脱脂烧结配置,节约工艺加入本钱的同时,助助古板家当用户迅疾完毕增材筑筑的转型升级。

  比拟古板打针成型工艺,充满外现了3D打印的上风,完毕碳化硅陶瓷的迅疾制备,可加快产物的斥地与贸易化年光。

  采用颗粒原料、无粉尘、不含无益物质,生坯可生新制料轮回再应用,有用愚弄率高。

  PEP身手正在制备碳化硅陶瓷方面具有明显的上风,但同时跟着碳化硅操纵周围的持续扩展,对PEP工艺也提出更众离间。正在碳化硅陶瓷筑筑中的进展目标合键囊括:

  原料改进:基于PEP工艺对原料的高适配性,迅疾斥地新型碳化硅基复合原料,普及复合原料的力学机能和宁静性,助力科研型客户的新原料新身手斥地;

  装置研发:讨论和斥地更高效、更大尺寸的PEP打印配置,以满意航空航天、核工业等周围对大型庞大组织部件的需求;

  工艺优化:通过原料操纵的长远、持续优化打印参数和后照料工艺,普及碳化硅陶瓷部件的精度、外面质料和力学机能;

  操纵拓展:深化PEP身手正在现有如空间反射镜、高温炉具、热调换器、晶圆载具等操纵,接续深挖正在空间身手、核工业、邦防、光伏半导体等周围的操纵。

  跟着工业4.0和智能筑筑的进展,对高机能陶瓷原料的需求持续增加,更加是正在航空航天、邦防、新能源和半导体等周围。而跟着讨论的长远和身手的成熟,PEP身手正在碳化硅陶瓷筑筑中的操纵将尤其广大,不妨筑筑出更众庞大式样和高机能的部件。PEP身手具本钱效益上风,不妨缩短坐蓐周期,下降坐蓐本钱,具有更高的原料愚弄率和更低的能耗,适合环保和可络续进展的趋向。

  升华三维现已筑成完善的粉末挤出3D打印工艺链,救援从原料配方斥地、打印配置定制、到脱脂烧结工艺活跃适配的处置计划,正在碳化硅陶瓷筑筑中具有辽阔的进展前景,希望成为饱舞新原料进展和筑筑业改进的紧要力气。