炭化ケイ素粉末の製造方法は何ですか?

炭化ケイ素(SiC)セラミック粉末高温強度、優れた耐酸化性、高い耐摩耗性と熱安定性、小さな熱膨張係数、高い熱伝導率、優れた化学的安定性などの利点を備えています。そのため、燃焼室、高温排気ガスの製造によく使用されます。デバイス、耐熱パッチ、航空機エンジン部品、化学反応容器、熱交換器チューブ、その他過酷な条件下での機械部品に広く使用されている高度なエンジニアリング材料です。開発中のハイテク分野(セラミックエンジン、宇宙船など)で重要な役割を果たすだけでなく、現在のエネルギー、冶金、機械、建築材料など、幅広い市場と応用分野で開発が期待されています。 、化学工業およびその他の分野。

の準備方法炭化ケイ素粉末大きく分けて固相法、液相法、気相法の3つに分類されます。

1. 固相法

固相法には主に炭素熱還元法とシリコンカーボン直接反応法がある。炭素熱還元法には、アチソン法、縦型炉法、高温コンバータ法などもあります。炭化ケイ素粉末当初、コークスを用いて二酸化ケイ素を高温(約2400℃)で還元するアチソン法で調製されていましたが、この方法で得られた粉末は粒径が大きく(>1mm)、多くのエネルギーを消費し、プロセスが複雑でした。複雑。1980年代には、縦型炉や高温転炉など、β-SiC粉末を合成するための新しい装置が登場しました。マイクロ波と固体中の化学物質との効果的かつ特殊な重合が徐々に明らかになり、マイクロ波加熱によるSIC粉末の合成技術はますます成熟してきました。シリコンカーボン直接反応法には、自己伝播型高温合成法(SHS)やメカニカルアロイング法も含まれます。SHS還元合成法は、SiO2とMgの発熱反応を利用して熱不足を補います。の炭化ケイ素粉末この方法で得られる製品は高純度で粒径が小さいですが、酸洗などの後工程で製品中のMgを除去する必要があります。

2液相法

液相法には主にゾルゲル法とポリマー熱分解法があります。ゾルゲル法は、適切なゾルゲルプロセスによりSiとCを含むゲルを調製し、その後熱分解および高温炭素熱還元を行って炭化ケイ素を得る方法です。有機ポリマーの高温分解は炭化ケイ素の製造に効果的な技術です。1つはゲルポリシロキサンを加熱し、分解反応により小さなモノマーを放出し、最終的にSiO2とCを形成し、その後炭素還元反応によりSiC粉末を生成します。もう 1 つは、ポリシランまたはポリカルボシランを加熱して小さなモノマーを放出して骨格を形成し、最終的に炭化ケイ素粉末。

3 気相法

現在、気相合成は炭化ケイ素セラミック超微粉は主に気相堆積(CVD)、プラズマ誘起CVD、レーザー誘起CVDなどの技術を使用して、高温で有機物を分解します。得られた粉末は、高純度、粒径が小さく、粒子の凝集が少なく、成分の制御が容易であるという利点を有する。現時点では比較的先進的な方法ですが、コストが高く、歩留まりが低いため、大量生産が容易ではなく、実験用材料や特殊な要件の製品の製造に適しています。

現時点では、炭化ケイ素粉末主にサブミクロン、さらにはナノレベルの粉末が使用されます。粉末の粒子サイズが小さく、界面活性が高いため、主な問題は粉末が凝集を起こしやすいことです。これを防止または抑制するには粉末の表面を改質する必要があります。粉末の二次凝集。現在、SiC 粉末の分散方法には主に次のカテゴリーが含まれます: 高エネルギー表面改質、洗浄、粉末の分散剤処理、無機コーティング改質、有機コーティング改質。


投稿時間: 2023 年 8 月 8 日