シリコン炭化物セラミックの焼結亀裂の問題を解決する方法は？ -Vetek半導体

近代的な工業製造の分野では、高性能セラミック材料は、優れた耐摩耗性、高温抵抗、化学的安定性により、徐々に主要な産業用途に好ましい材料になりました。高純度の炭化シリコン（SIC）セラミックは、高強度、高硬度、良好な熱伝導率など、独自の物理的および化学的特性のために、多くの工業分野にとって理想的な選択となっています。しかし、炭化シリコンセラミックの準備プロセスでは、焼結亀裂の問題は常にパフォーマンスの改善を制限するボトルネックでした。この記事では、高性能および高純度の炭化物セラミックの焼結亀裂のパフォーマンスの問題を深く調査し、ソリューションを提案します。

Ⅰ。高性能炭化ケイ素セラミックスの応用背景

炭化シリコンセラミックには、航空宇宙、自動車産業、エネルギー機器、その他の分野に幅広いアプリケーションの見通しがあります。航空宇宙分野では、炭化シリコンセラミックを使用して、タービンブレードと燃焼チャンバーを製造して、極端な高温や酸化環境に耐えることができます。自動車産業では、炭化シリコンセラミックを使用してターボチャージャーローターを製造して、より高い速度と耐久性を実現できます。エネルギー装置では、炭化シリコンセラミックは、核原子炉および化石燃料発電所の主要なコンポーネントで広く使用されており、機器の運用効率と安全性を改善しています。

Ⅱ。炭化シリコンセラミックの焼結亀裂の原因

炭化ケイ素セラミックスは、焼結プロセス中に亀裂が発生しやすいです。主な理由には次のような側面が含まれます。

粉体特性：炭化シリコン粉末の粒子サイズ、特定の表面積、および純度は、焼結プロセスに直接影響します。高純度の細粒シリコン炭化物粉末は、焼結プロセス中に均一な微細構造を生成する可能性が高く、亀裂の発生を減らします。

成形圧力：成形圧力は、炭化シリコンブランクの密度と均一性に大きな影響を及ぼします。成形圧力が高すぎるか低すぎると、空白の中にストレス集中を引き起こす可能性があり、亀裂のリスクが高まります。

焼結温度と焼結時間：炭化シリコンセラミックの焼結温度は通常、2000°Cから2400°Cの間で、断熱時間も長いです。不合理な焼結の温度と時間制御は、異常な粒子の成長と不均一なストレスにつながり、それによって亀裂を引き起こします。

加熱速度と冷却速度：迅速な加熱と冷却は、空白の中に熱応力を引き起こし、亀裂の形成につながります。加熱および冷却速度の合理的な制御は、亀裂を防ぐための鍵です。

Ⅲ。シリコン炭化物セラミックの焼結亀裂性能を改善する方法

炭化ケイ素セラミックスの焼結クラックの問題を解決するには、次の方法を採用できます。

粉末の前処理：スプレードライやボールミルなどのプロセスを通じて炭化ケイ素粉末の粒度分布と比表面積を最適化し、粉末の焼結活性を向上させます。

プロセスの最適化の形成：静水圧プレスやスリップ成形などの高度な成形技術を使用して、ブランクの均一性と密度を向上させ、内部応力集中を軽減します。

焼結プロセス制御: 焼結曲線を最適化し、適切な焼結温度と保持時間を選択し、粒子の成長と応力分布を制御します。同時に分割焼結や熱間静水圧プレス（HIP）などのプロセスを採用し、クラックの発生をさらに低減します。

添加剤の添加: 適切な量の希土類元素または酸化イットリウム、酸化アルミニウムなどの酸化物添加剤を添加すると、焼結緻密化を促進し、材料の耐クラック性を向上させることができます。

Ⅳ．について ヴェテック・セミコンダクター炭化ケイ素セラミックス

Vetek Semiconductorは、中国のシリコン炭化物セラミック製品の大手メーカーおよびサプライヤーです。半導体グレードの炭化シリコンセラミック材料の組み合わせ、コンポーネント製造機能、アプリケーションエンジニアリングサービスの広範なポートフォリオにより、重要な課題を克服するのに役立ちます。 当社の主なシリコン炭化物セラミック製品には含まれていますSICプロセスチューブ, 横型炉用炭化ケイ素ウェーハボート, 炭化ケイ素カンチレバーパドル, SICコーティングされたシリコンカーバイドウェーハボートそして高純度炭化ケイ素ウェーハキャリア. Vetek Semiconductorのウルトラピュア炭化物セラミックは、半導体の製造と処理のサイクル全体を通して頻繁に使用されます。VetekSemiconductorは、半導体処理の分野の革新的なパートナーです。