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碳化硅陶瓷生产流程详解

时间:2025-09-16

  碳化硅陶瓷因高强度、耐高温等优异性能,在工业领域应用广泛,其生产流程需经过多道精密工序,核心步骤可分为以下五部分。

  首先是原料准备。选取高纯度碳化硅粉末为基材,搭配少量烧结助剂(如氧化铝、氧化钇),通过球磨机进行湿法研磨。研磨时需控制球料比与转速,将粉末粒径细化至 1-5 微米,同时加入分散剂防止颗粒团聚,最终形成均匀的浆料。随后通过喷雾干燥技术,将浆料制成流动性好的球形颗粒,便于后续成型。

  第二步为成型工艺。根据产品形状与尺寸,选择合适的成型方式:小件或复杂件常用注射成型,将碳化硅颗粒与粘结剂混合制成喂料,注入模具冷却定型;大件产品多采用等静压成型,将粉料装入弹性模具,在高压(150-300MPa)下加压,确保坯体密度均匀;简单形状产品则可通过干压成型,直接用模具加压制成坯体。

碳化硅台阶环.jpg

  接下来是脱脂处理。成型后的坯体含粘结剂,需在高温炉中进行脱脂。通过缓慢升温(5-10℃/h)至 400-600℃,使粘结剂逐步分解挥发,避免坯体开裂。脱脂后坯体孔隙率提升,为后续烧结做准备。

  关键环节是高温烧结。将脱脂坯体放入真空烧结炉或惰性气体保护炉,升温至 2000-2200℃,保温 2-4 小时。烧结过程中,碳化硅颗粒在高温下扩散融合,烧结助剂形成液相促进致密化,最终使坯体密度达到理论密度的 95% 以上。降温时需控制速率,减少内应力。

  后是后续加工。烧结完成的陶瓷毛坯需经过切割、研磨、抛光等精密加工,根据需求加工成特定尺寸与表面精度的产品。部分产品还需进行表面涂层处理,进一步提升耐高温、耐腐蚀性能,终完成碳化硅陶瓷的生产。


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