A cerâmica de carbeto de silício possui alta resistência mecânica em altas temperaturas, alta resistência à oxidação em altas temperaturas, boa resistência ao desgaste, boa estabilidade térmica, baixo coeficiente de expansão térmica, alta condutividade térmica, alta dureza, resistência ao choque térmico, resistência à corrosão química e outras propriedades excelentes. Ela tem sido amplamente utilizada nas indústrias automotiva, mecânica, de proteção ambiental, aeroespacial, eletrônica, de energia e outras, tornando-se uma cerâmica estrutural insubstituível com excelente desempenho em diversos setores industriais. Agora, deixe-me mostrar como!
Sinterização sem pressão
A sinterização sem pressão é considerada o método mais promissor para a sinterização de SiC. De acordo com os diferentes mecanismos de sinterização, a sinterização sem pressão pode ser dividida em sinterização em fase sólida e sinterização em fase líquida. Através de β-SiC ultrafino, quantidades adequadas de B e C (teor de oxigênio inferior a 2%) foram adicionadas ao pó de SiC simultaneamente, e o material foi sinterizado para obter um corpo sinterizado de SiC com densidade superior a 98% a 2020 °C. A. Mulla et al. utilizaram Al₂O₃ e Y₂O₃ como aditivos e sinterizaram β-SiC de 0,5 μm a 1850-1950 °C (a superfície das partículas contém uma pequena quantidade de SiO₂). A densidade relativa da cerâmica de SiC obtida é superior a 95% da densidade teórica, e o tamanho do grão é pequeno, com tamanho médio de 1,5 μm.
Sinterização por prensagem a quente
O SiC puro só pode ser sinterizado de forma compacta em temperaturas muito altas sem quaisquer aditivos de sinterização, por isso muitos pesquisadores utilizam o processo de sinterização por prensagem a quente para o SiC. Existem muitos relatos sobre a sinterização de SiC por prensagem a quente com a adição de auxiliares de sinterização. Alliegro et al. estudaram o efeito de boro, alumínio, níquel, ferro, cromo e outros aditivos metálicos na densificação do SiC. Os resultados mostraram que o alumínio e o ferro são os aditivos mais eficazes para promover a sinterização de SiC por prensagem a quente. FFlange estudou o efeito da adição de diferentes quantidades de Al₂O₃ nas propriedades do SiC prensado a quente. Considera-se que a densificação do SiC prensado a quente está relacionada ao mecanismo de dissolução e precipitação. No entanto, o processo de sinterização por prensagem a quente só permite a produção de peças de SiC com formas simples. A quantidade de produtos obtidos em um único processo de sinterização por prensagem a quente é muito pequena, o que não é favorável à produção industrial.
sinterização por prensagem isostática a quente
Para superar as limitações do processo de sinterização tradicional, foram utilizados aditivos do tipo B e do tipo C, e a tecnologia de sinterização por prensagem isostática a quente foi adotada. A 1900 °C, foram obtidas cerâmicas de cristal fino com densidade superior a 98 e resistência à flexão à temperatura ambiente de até 600 MPa. Embora a sinterização por prensagem isostática a quente possa produzir produtos de fase densa com formas complexas e boas propriedades mecânicas, a necessidade de selagem durante a sinterização dificulta sua implementação em escala industrial.
Sinterização por reação
A sinterização reativa de carbeto de silício, também conhecida como carbeto de silício autoligado, refere-se ao processo no qual um tarugo poroso reage com uma fase gasosa ou líquida para melhorar sua qualidade, reduzir a porosidade e sinterizar produtos acabados com determinada resistência e precisão dimensional. O processo consiste em misturar pó de α-SiC e grafite em uma proporção específica e aquecê-los a cerca de 1650 °C para formar um tarugo quadrado. Simultaneamente, o Si gasoso penetra no tarugo e reage com o grafite para formar β-SiC, que se combina com as partículas de α-SiC existentes. Quando o Si está completamente infiltrado, obtém-se um corpo sinterizado por reação com densidade ideal e dimensões sem contração. Comparado a outros processos de sinterização, a sinterização reativa apresenta pequena variação dimensional durante o processo de densificação, permitindo a obtenção de produtos com dimensões precisas. No entanto, a presença de uma grande quantidade de SiC no corpo sinterizado piora as propriedades em altas temperaturas das cerâmicas de SiC sinterizadas por reação.
Data da publicação: 08/06/2022