Diserame tsa silicon carbide (SiC) tse hlwekileng haholo di hlahile e le thepa e ntle bakeng sa dikarolo tsa bohlokwa diindastering tsa semiconductor, tsa sefofane le tsa dikhemikhale ka lebaka la ho tsamaisa ha tsona mocheso ka tsela e ikgethang, botsitso ba dikhemikhale le matla a mechini. Ka ditlhoko tse ntseng di eketseha tsa disebediswa tsa ceramic tse sebetsang hantle le tse sa silafatseng haholo, ntshetsopele ya mahlale a ho lokisa a sebetsang hantle le a ka atoloswang bakeng sa diserame tsa SiC tse hlwekileng haholo e se e le sepheo sa dipatlisiso tsa lefatshe ka bophara. Pampiri ena e hlahloba ka mokhoa o hlophisehileng mekgwa ya hajwale ya ho lokisa diserame tsa SiC tse hlwekileng haholo, ho kenyeletswa le ho sinya hape, ho sinya ntle le kgatello (PS), ho hatella ka ho chesang (HP), ho sinya plasma ka spark (SPS), le tlhahiso ya ho eketsa (AM), ka ho hatisa ho buisana ka mekgwa ya ho sinya, diparamente tsa bohlokwa, thepa ya thepa, le diphephetso tse teng tsa tshebetso ka nngwe.
Tšebeliso ea li-ceramic tsa SiC masimong a sesole le a boenjiniere
Hona jwale, dikarolo tsa ceramic tsa SiC tse hlwekileng haholo di sebediswa haholo disebedisweng tsa tlhahiso ya silicon wafer, di nka karolo ditshebetsong tsa mantlha tse kang oxidation, lithography, etching, le ho kenngwa ha ion. Ka ntshetsopele ya theknoloji ya wafer, ho eketsa boholo ba wafer ho fetohile mokgwa o bohlokwa. Boholo ba wafer bo boholo ba hajwale ke 300 mm, ho fihlella tekano e ntle pakeng tsa ditjeo le bokgoni ba tlhahiso. Leha ho le jwalo, ka lebaka la Molao wa Moore, tlhahiso e kgolo ya di-wafer tsa 450 mm e se e le lenaneong. Di-wafer tse kgolo hangata di hloka matla a hodimo a sebopeho ho hanela ho sotha le ho fetoha, e leng se kgannang tlhoko e ntseng e hola ya dikarolo tsa ceramic tsa SiC tse kgolo, tse matla haholo, tse hlwekileng haholo. Dilemong tsa morao tjena, tlhahiso ya tlatsetso (kgatiso ya 3D), e le theknoloji e potlakileng ya ho etsa diprototyping e sa hlokeng hlobo, e bontshitse bokgoni bo boholo tlhahisong ya dikarolo tsa ceramic tsa SiC tse hlophisitsweng ka mokhoa o rarahaneng ka lebaka la kaho ya yona ya lera ka lera le bokgoni ba moralo bo tenyetsehang, bo hohela tlhokomelo e pharaletseng.
Pampiri ena e tla sekaseka ka mokhoa o hlophisehileng mekhoa e mehlano ea ho lokisetsa li-ceramic tsa SiC tse hloekileng haholo—ho sintering recrystallization, ho sintering ntle le khatello, ho hatella ka mocheso, ho sintering plasma ea spark, le tlhahiso ea litlatsetso—ho shebane le mekhoa ea tsona ea ho sintering, maano a ntlafatso ea ts'ebetso, litšobotsi tsa ts'ebetso ea thepa, le menyetla ea ts'ebeliso ea indasteri.
Litlhoko tsa thepa e tala ea silicon carbide e hloekileng haholo
I. Ho Sintering hape
Silicon carbide e nchafalitsoeng (RSiC) ke thepa ea SiC e hloekileng haholo e lokisitsoeng ntle le thuso ea ho sila mochesong o phahameng oa 2100–2500°C. Ho tloha ha Fredriksson a qala ho sibolla ketsahalo ea ho sila mocheso qetellong ea lekholo la bo19 la lilemo, RSiC e hapile tlhokomelo e kholo ka lebaka la meeli ea eona e hloekileng ea lithollo le ho se be teng ha likhalase le litšila. Lithempereichara tse phahameng, SiC e bontša khatello e phahameng ea mouoane, 'me mokhoa oa eona oa ho sila o kenyelletsa haholo-holo ts'ebetso ea ho mouoane le ho kolobisoa: lithollo tse tšesaane lia mouoane le ho li kenya hape holim'a lithollo tse kholo, li khothalletsa kholo ea molala le ho kopana ka kotloloho lipakeng tsa lithollo, ka hona li ntlafatsa matla a thepa.
Ka 1990, Kriegesmann o ile a lokisa RSiC ka bongata bo lekanang ba 79.1% a sebelisa slip casting ho 2200°C, moo karolo e tšekaletseng e bonts'ang sebopeho se senyenyane se entsoeng ka lithollo tse mahoashe le masoba. Ka mor'a moo, Yi le ba bang ba ile ba sebelisa gel casting ho lokisa 'mele e tala' me ba e sila ka mocheso oa 2450°C, ba fumana liserami tsa RSiC tse nang le bongata ba 2.53 g/cm³ le matla a ho thiba a 55.4 MPa.
Bokaholimo ba SEM ba ho robeha ha RSiC
Ha ho bapisoa le SiC e teteaneng, RSiC e na le boima bo tlase (hoo e ka bang 2.5 g/cm³) le hoo e ka bang 20% ea masoba a bulehileng, e leng se fokotsang ts'ebetso ea eona lits'ebetsong tse matla haholo. Ka hona, ho ntlafatsa boima le thepa ea mechini ea RSiC e fetohile ntlha ea bohlokoa ea lipatlisiso. Sung le ba bang ba sisintse ho kenella ha silicon e qhibilihisitsoeng ka har'a lik'hamphani tse tsoakiloeng tsa carbon/β-SiC le ho e sebelisa hape ho 2200°C, ho aha ka katleho sebopeho sa marang-rang se entsoeng ka lithollo tse mahoashe tsa α-SiC. RSiC e hlahisitsoeng e fihletse boima ba 2.7 g/cm³ le matla a ho thiba a 134 MPa, ho boloka botsitso bo botle ba mechini mochesong o phahameng.
Ho ntlafatsa bongata ba dikhemikhale, Guo le ba bang ba sebedisitse theknoloji ya ho kenella ha dikhemikhale tsa polymer le pyrolysis (PIP) bakeng sa kalafo e mengata ya RSiC. Ba sebedisa ditharollo tsa PCS/xylene le di-slurries tsa SiC/PCS/xylene e le di-infiltrant, kamora dipotoloho tsa PIP tse 3-6, bongata ba RSiC bo ile ba ntlafala haholo (ho fihlela ho 2.90 g/cm³), hammoho le matla a yona a ho thibana. Ho feta moo, ba sisintse leano la potoloho le kopanyang PIP le recrystallization: pyrolysis ho 1400°C e latelwa ke recrystallization ho 2400°C, e leng se ileng sa hlakola ka katleho dithibelo tsa dikarolwana le ho fokotsa masoba. Thepa ya ho qetela ya RSiC e fihletse bongata ba 2.99 g/cm³ le matla a ho thibana a 162.3 MPa, e bontshang tshebetso e phethahetseng e ikgethang.
Litšoantšo tsa SEM tsa phetoho ea sebopeho sa microstructure sa RSiC e bentšitsoeng kamora lipotoloho tsa ho kenngoa ha polymer le pyrolysis (PIP): RSiC ea pele (A), kamora potoloho ea pele ea PIP-recrystallization (B), le kamora potoloho ea boraro (C)
II. Ho Sintering ntle le Khatello
Diserami tsa silicon carbide (SiC) tse se nang kgatello hangata di lokiswa ho sebediswa phofo ya SiC e hlwekileng haholo, e ntle haholo e le thepa e tala, ka dithuso tse nyane tsa ho sila, mme di silafatswa sepakapakeng se sa sebetseng kapa se nang le vacuum ka 1800–2150°C. Mokgwa ona o loketse ho hlahisa dikarolo tsa ceramic tse kgolo le tse rarahaneng. Leha ho le jwalo, kaha SiC e hokahantswe haholo-holo ka kopanelo, coefficient ya yona ya ho ikatisa e tlase haholo, e leng se etsang hore ho thatafallwa ha ho be thata ntle le dithuso tsa ho sila.
Ho latela mokhoa oa ho sinya, ho sinya ntle le khatello ho ka aroloa ka mekhahlelo e 'meli: ho sinya ntle le khatello ea mokelikeli oa mohato oa metsi (PLS-SiC) le ho sinya ntle le khatello ea boemo bo tiileng (PSS-SiC).
1.1 PLS-SiC (Ho Sintering ka Mokhahlelo wa Metsi)
Hangata PLS-SiC e siloa ka tlase ho 2000°C ka ho eketsa hoo e ka bang 10 wt.% ea lithuso tsa ho siloa ha eutectic (joalo ka Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, le li-oxide tsa rare-earth RE₂O₃) ho theha karolo ea mokelikeli, ho khothaletsa ho hlophisoa bocha ha likaroloana le phetisetso ea boima ho fihlela ho tiea. Ts'ebetso ena e loketse liseramike tsa SiC tsa maemo a indasteri, empa ha ho so be le litlaleho tsa SiC e hloekileng haholo e fihletsoeng ka ho siloa ha mokelikeli ka karolo ea mokelikeli.
1.2 PSS-SiC (Ho Sintering ea Boemo bo Tiileng)
PSS-SiC e kenyelletsa ho tiea ha maemo a tiileng mochesong o kaholimo ho 2000°C ka hoo e ka bang 1 wt.% ea li-additives. Ts'ebetso ena e itšetlehile haholo ka ho hasana ha athomo le ho hlophisoa bocha ha lithollo tse susumetsoang ke mocheso o phahameng ho fokotsa matla a holim'a metsi le ho fihlela ho tiea. Sistimi ea BC (boron-carbon) ke motsoako o tloaelehileng oa li-additives, o ka fokotsang matla a moeli oa lithollo le ho tlosa SiO₂ holim'a SiC. Leha ho le joalo, li-additives tsa setso tsa BC hangata li hlahisa litšila tse setseng, li fokotsa bohloeki ba SiC.
Ka ho laola dikahare tse eketsang (B 0.4 wt.%, C 1.8 wt.%) le ho sila ka 2150°C ka dihora tse 0.5, diserami tsa SiC tse hlwekileng haholo tse nang le bohloeki ba 99.6 wt.% le bongata bo lekanang ba 98.4%. Sebopeho se senyenyane se bontshitse dithollo tsa columnar (tse ding di feta 450 µm ka bolelele), tse nang le masoba a manyane meeding ya dithollo le dikarolwana tsa graphite ka hare ho dithollo. Diserami di bontshitse matla a ho thibana a 443 ± 27 MPa, modulus e tenyetsehang ya 420 ± 1 GPa, le coefficient ya katoloso ya mocheso ya 3.84 × 10⁻⁶ K⁻¹ moeding wa mocheso wa kamore ho isa ho 600°C, e bontshang tshebetso e ntle ka kakaretso.
Sebopeho se senyenyane sa PSS-SiC: (A) Setšoantšo sa SEM ka mor'a ho bentša le ho betla NaOH; (BD) Litšoantšo tsa BSD ka mor'a ho bentša le ho betla
III. Ho tjhesa ka ho Tshasa ka ho Chesa
Ho hatella ka mocheso (HP) ke mokhoa oa ho tiisa matla o sebelisang mocheso le khatello ea uniaxial ka nako e le 'ngoe ho thepa ea phofo tlas'a maemo a mocheso o phahameng le a khatello e phahameng. Khatello e phahameng e thibela ho thehoa ha masoba haholo 'me e fokotsa kholo ea lijo-thollo, ha mocheso o phahameng o khothalletsa ho kopana ha lijo-thollo le ho thehoa ha meaho e teteaneng, qetellong e hlahisa li-ceramic tsa SiC tse teteaneng haholo, tse hloekileng haholo. Ka lebaka la tlhaho ea ho hatella e lebisang lehlakoreng, ts'ebetso ena e atisa ho baka anisotropy ea lijo-thollo, e amang litšobotsi tsa mechine le tsa ho tsofala.
Liserame tse hloekileng tsa SiC li thata ho li tiisa ntle le lintho tse ling tse eketsang, tse hlokang ho sintering ka khatello e phahameng haholo. Nadeau le ba bang ba lokisitse ka katleho SiC e teteaneng ka botlalo ntle le lintho tse ling tse eketsang ho 2500°C le 5000 MPa; Sun le ba bang ba fumane thepa e ngata ea β-SiC e nang le bothata ba Vickers ba ho fihlela ho 41.5 GPa ho 25 GPa le 1400°C. Ho sebelisoa khatello ea 4 GPa, liserame tsa SiC tse nang le bongata bo lekanang ba hoo e ka bang 98% le 99%, boima ba 35 GPa, le modulus ea elastic ea 450 GPa li ile tsa lokisoa ho 1500°C le 1900°C, ka ho latellana. Phofo ea SiC e sintering e boholo ba micron ho 5 GPa le 1500°C e hlahisitse liserame tse nang le boima ba 31.3 GPa le bongata bo lekanang ba 98.4%.
Leha liphetho tsena li bontša hore khatello e phahameng haholo e ka finyella ho tiea ho se nang li-additives, ho rarahana le litšenyehelo tse phahameng tsa lisebelisoa tse hlokahalang li fokotsa lits'ebetso tsa indasteri. Ka hona, ha ho lokisoa ka mokhoa o sebetsang, li-trace additives kapa granulation ea phofo hangata li sebelisoa ho eketsa matla a ho khanna a sintering.
Ka ho eketsa resin ea phenolic ea 4 wt.% e le sehlomathiso le ho sintering ho 2350°C le 50 MPa, liserame tsa SiC tse nang le sekhahla sa ho hola ha 92% le bohloeki ba 99.998% li fumanoe. Ho sebelisoa bongata bo tlase ba sehlomathiso (boric acid le D-fructose) le ho sintering ho 2050°C le 40 MPa, SiC e hloekileng haholo e nang le bongata bo lekanang >99.5% le dikahare tsa B tse setseng tsa 556 ppm feela li ile tsa lokisoa. Litšoantšo tsa SEM li bontšitse hore, ha li bapisoa le lisampole tse se nang khatello, lisampole tse hatelletsoeng ka mocheso li ne li e-na le lithollo tse nyane, li-pores tse fokolang, le bongata bo phahameng. Matla a ho flexural e ne e le 453.7 ± 44.9 MPa, 'me modulus ea elastic e fihlile ho 444.3 ± 1.1 GPa.
Ka ho atolosa nako ea ho tšoara mocheso ho 1900°C, boholo ba lijo-thollo bo eketsehile ho tloha ho 1.5 μm ho ea ho 1.8 μm, 'me motlakase o ntlafetse ho tloha ho 155 ho ea ho 167 W·m⁻¹·K⁻¹, ha ka nako e tšoanang ho ntse ho eketsa ho hanyetsa ho bola ha plasma.
Tlas'a maemo a 1850°C le 30 MPa, ho hatella ka ho chesang le ho hatella ka potlako ho chesang ha phofo ea SiC e nang le granulated le e annealed ho ile ha hlahisa liseramike tsa β-SiC tse teteaneng ka botlalo ntle le li-additives, ka bongata ba 3.2 g/cm³ le mocheso o chesang oa 150–200°C o tlase ho feta lits'ebetso tsa setso. Liseramike li bontšitse boima ba 2729 GPa, ho tiea ha ho robeha ha 5.25–5.30 MPa·m^1/2, le ho hanyetsa ho hoholo ho hoholo (litefiso tsa ho kheloha tsa 9.9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ le 3.8 × 10⁻⁹ s⁻¹ ho 1400°C/1450°C le 100 MPa).
(A) Setšoantšo sa SEM sa bokaholimo bo bentšitsoeng; (B) Setšoantšo sa SEM sa bokaholimo bo robehileng; (C, D) Setšoantšo sa BSD sa bokaholimo bo bentšitsoeng
Phuputsong ea khatiso ea 3D bakeng sa li-ceramic tsa piezoelectric, slurry ea ceramic, e le ntlha ea mantlha e susumetsang ho thehoa le ts'ebetso, e fetohile ntlha ea bohlokoa ka hare ho naha le machabeng. Lithuto tsa hajoale ka kakaretso li bontša hore liparamente tse kang boholo ba likaroloana tsa phofo, viscosity ea slurry, le dikahare tse tiileng li ama boleng ba ho thehoa le thepa ea piezoelectric ea sehlahisoa sa ho qetela haholo.
Phuputso e fumane hore li-slurry tsa ceramic tse lokisitsoeng ho sebelisoa phofo ea barium titanate ea micron-, submicron-, le nano-size li bontša phapang e kholo lits'ebetsong tsa stereolithography (mohlala, LCD-SLA). Ha boholo ba likaroloana bo fokotseha, viscosity ea slurry e eketseha haholo, ka phofo ea nano-size e hlahisang li-slurry tse nang le viscosity tse fihlang ho libilione tsa mPa·s. Li-slurry tse nang le phofo ea micron-size li sekametse ho qhaqhoa le ho peeling nakong ea khatiso, ha phofo ea submicron le nano-size li bontša boitšoaro bo tsitsitseng haholoanyane ba ho theha. Kamora ho chesa mocheso o phahameng, lisampole tsa ceramic tse hlahisoang li fihletse bongata ba 5.44 g/cm³, coefficient ea piezoelectric (d₃₃) ea hoo e ka bang 200 pC/N, le lintlha tse tlase tsa tahlehelo, tse bonts'ang thepa e ntle ea karabelo ea electromechanical.
Ho phaella moo, lits'ebetsong tsa micro-sterolithography, ho fetola dikahare tse tiileng tsa slurries tsa mofuta wa PZT (mohlala, 75 wt.%) ho hlahisitse mmele o sintered ka bongata ba 7.35 g/cm³, ho fihlella botsitso ba piezoelectric ba ho fihla ho 600 pC/N tlasa masimo a motlakase a polang. Diphuputso mabapi le puseletso ya deformation ya micro-scale di ntlafaditse haholo ho nepahala ha sebopeho, ho ntlafatsa ho nepahala ha jeometri ka ho fihla ho 80%.
Phuputso e 'ngoe mabapi le liserami tsa piezoelectric tsa PMN-PT e senotse hore dikahare tse tiileng li susumetsa ka ho teba sebopeho sa ceramic le thepa ea motlakase. Ka tekanyo e tiileng ea 80 wt.%, lihlahisoa tse setseng li ile tsa hlaha habonolo ka har'a liserami; ha dikahare tse tiileng li ntse li eketseha ho fihlela ho 82 wt.% le ho feta, lihlahisoa tse setseng li ile tsa nyamela butle-butle, 'me sebopeho sa ceramic sa hloeka haholoanyane, ka ts'ebetso e ntlafetseng haholo. Ka 82 wt.%, liserami li bontšitse thepa e ntle ea motlakase: piezoelectric constant ea 730 pC/N, permittivity e lekanyelitsoeng ea 7226, le tahlehelo ea dielectric ea 0.07 feela.
Ka bokhutšoanyane, boholo ba dikarolwana, dikahare tse tiileng, le thepa ya rheological ya di-slurry tsa ceramic ha di ame feela botsitso le ho nepahala ha tshebetso ya ho hatisa empa hape di fumana ka ho toba bongata le karabelo ya piezoelectric ya mmele o sintered, e leng se etsang hore e be diparamithara tsa bohlokwa bakeng sa ho fihlella di-ceramic tsa piezoelectric tse sebetsang hantle tse hatisitsoeng ka 3D.
Ts'ebetso e ka sehloohong ea khatiso ea 3D ea LCD-SLA ea lisampole tsa BT/UV
Thepa ea li-ceramic tsa PMN-PT tse nang le litaba tse fapaneng tse tiileng
IV. Ho Sintering ea Spark Plasma
Ho sintering ka plasma ea spark (SPS) ke theknoloji e tsoetseng pele ea ho sintering e sebelisang khatello ea hona joale e pulsed le ea mechine e sebelisoang ka nako e le 'ngoe ho phofo ho fihlela ho tiea ka potlako. Ts'ebetsong ena, hona joale e futhumatsa hlobo le phofo ka ho toba, e hlahisa mocheso oa Joule le plasma, e nolofalletsang ho sintering ka katleho ka nako e khutšoanyane (hangata ka hare ho metsotso e 10). Ho futhumatsa ka potlako ho khothalletsa ho hasana ha bokaholimo, ha ho tsoa ha tlhase ho thusa ho tlosa likhase tse amohuoang le likarolo tsa oxide holim'a bokaholimo ba phofo, ho ntlafatsa ts'ebetso ea ho sintering. Tšusumetso ea ho falla ha motlakase e hlahisoang ke masimo a motlakase le eona e ntlafatsa ho hasana ha athomo.
Ha ho bapisoa le ho hatella ho chesang ha setso, SPS e sebelisa ho futhumatsa ka ho toba haholoanyane, e nolofalletsang ho tiea ha mocheso mochesong o tlase ha ka katleho e thibela kholo ea lijo-thollo ho fumana meaho e menyenyane e metle le e ts'oanang. Mohlala:
- Ntle le di-additives, ho sebedisa phofo ya SiC e sitsweng e le thepa e tala, ho sila ka mocheso wa 2100°C le 70 MPa metsotso e 30 ho ile ha hlahisa disampole tse nang le bongata ba 98%.
- Ho sila mochesong oa 1700°C le 40 MPa ka metsotso e 10 ho hlahisitse SiC ea cubic ka bongata ba 98% le boholo ba lithollo tsa 30–50 nm feela.
- Ho sebelisa phofo ea SiC ea granular ea 80 µm le ho sintering ho 1860°C le 50 MPa metsotso e 5 ho ile ha fella ka li-ceramics tsa SiC tse sebetsang hantle tse nang le 98.5% ea bongata bo amanang, Vickers microhardness ea 28.5 GPa, matla a ho flexural a 395 MPa, le ho thibana ha ho robeha ha 4.5 MPa·m^1/2.
Tlhahlobo ea sebopeho sa microstructure e bontšitse hore ha mocheso oa sintering o ntse o eketseha ho tloha ho 1600°C ho ea ho 1860°C, masoba a thepa a ile a fokotseha haholo, a atamela ho ba le teteano e felletseng mochesong o phahameng.
Sebopeho se senyenyane sa liserami tsa SiC tse silang mochesong o fapaneng: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C le (D) 1860°C
V. Tlhahiso ea Tlatsetso
Tlhahiso ea litlatsetso (AM) e sa tsoa bontša bokhoni bo boholo ba ho etsa likarolo tse rarahaneng tsa letsopa ka lebaka la ts'ebetso ea eona ea kaho ea lera ka lera. Bakeng sa liserami tsa SiC, ho ntlafalitsoe mahlale a mangata a AM, ho kenyeletsoa le ho lahla li-binder (BJ), 3DP, ho lahla laser ka ho khetha (SLS), ho ngola enke ka ho toba (DIW), le stereolithography (SL, DLP). Leha ho le joalo, 3DP le DIW li na le ho nepahala ho tlase, ha SLS e atisa ho baka khatello ea mocheso le mapetso. Ka lehlakoreng le leng, BJ le SL li fana ka melemo e meholo ho hlahiseng liserami tse rarahaneng tse hloekileng haholo le tse nepahetseng haholo.
- Ho kenya Binder (BJ)
Theknoloji ea BJ e kenyelletsa ho fafatsa phofo ea binder ho ea ho bond ka lera ka lera, ho lateloa ke ho tlosa le ho sinter ho fumana sehlahisoa sa ho qetela sa ceramic. Ho kopanya BJ le ho kenella ha mouoane oa lik'hemik'hale (CVI), liserame tsa SiC tse hloekileng haholo, tse nang le kristale e felletseng li lokisitsoe ka katleho. Ts'ebetso e kenyelletsa:
① Ho theha 'mele e tala ea letsopa ea SiC ho sebelisoa BJ.
② Ho tiisa ka CVI ho 1000°C le 200 Torr.
③ Ceramic ea ho qetela ea SiC e ne e e-na le boima ba 2.95 g/cm³, motlakase oa 37 W/m·K, le matla a ho thiba a 297 MPa.
Setšoantšo sa moralo oa khatiso ea jete e khomarelang (BJ). (A) Mohlala oa moralo o thusoang ke khomphutha (CAD), (B) setšoantšo sa moralo oa molao-motheo oa BJ, (C) khatiso ea SiC ke BJ, (D) ho hatelloa ha SiC ke ho kenella ha mouoane ka lik'hemik'hale (CVI)
- Stereolithography (SL)
SL ke theknoloji ea ho etsa letsopa e thehiloeng ho UV e nang le ho folisa ka botlalo haholo le bokhoni bo rarahaneng ba ho etsa sebopeho. Mokhoa ona o sebelisa li-slurry tsa letsopa tse utloang khanya tse nang le dikahare tse tiileng tse phahameng le viscosity e tlase ho theha 'mele e tala ea letsopa ea 3D ka photopolymerization, e lateloang ke ho tlosa lintho tse tala le ho ntša mocheso o phahameng ho fumana sehlahisoa sa ho qetela.
Ka ho sebelisa seretse sa 35 vol.% SiC, 'mele e tala ea boleng bo holimo ea 3D e ile ea lokisoa tlas'a mahlaseli a UV a 405 nm' me ea matlafatsoa ka ho chesoa ke polymer ka 800°C le kalafo ea PIP. Liphetho li bontšitse hore lisampole tse lokisitsoeng ka seretse sa 35 vol.% li fihletse bongata ba 84.8%, li feta lihlopha tsa taolo tsa 30% le 40%.
Ka ho hlahisa SiO₂ e phelang ka lipophilic le phenolic epoxy resin (PEA) ho fetola lerōle, ts'ebetso ea photopolymerization e ntlafalitsoe ka katleho. Kamora ho sila ka 1600°C ka lihora tse 4, phetoho e batlang e feletse ho SiC e fihletsoe, ka oksijene ea ho qetela ea 0.12% feela, e nolofalletsang tlhahiso ea liserami tsa SiC tse hloekileng haholo, tse hlophisitsoeng ka mokhoa o rarahaneng ntle le mehato ea pele ho oxidation kapa ea pele ho ho kenella.
Setšoantšo sa sebopeho sa khatiso le mokhoa oa ho sila. Ponahalo ea sampole kamora ho oma ho (A) 25°C, pyrolysis ho (B) 1000°C, le silanter ho (C) 1600°C.
Ka ho rala di-slurries tsa ceramic tsa Si₃N₄ tse nang le photosensitive bakeng sa khatiso ya 3D ya stereolithography le ho sebedisa mekgwa ya ho tlosa di-presintering le ho tsofala ha mocheso o phahameng, di-ceramic tsa Si₃N₄ tse nang le botenya ba thuto ba 93.3%, matla a ho tensile a 279.8 MPa, le matla a ho flexural a 308.5–333.2 MPa di ile tsa lokiswa. Diphuputso di fumane hore tlasa maemo a dikahare tse tiileng tsa 45 vol.% le nako ya ho pepesehela metsotso e 10, dibopuwa tse tala tsa lera le le leng tse nang le ho nepahala ha ho phekola ha boemo ba IT77 di ka fumanwa. Mokgwa wa ho tlosa di-slurries tsa mocheso o tlase o nang le sekgahla sa ho futhumatsa sa 0.1 °C/min o thusitse ho hlahisa dibopuwa tse tala tse se nang mapetso.
Ho sintering ke mohato oa bohlokoa o amang ts'ebetso ea ho qetela ho stereolithography. Lipatlisiso li bontša hore ho eketsa lithuso tsa ho sintering ho ka ntlafatsa ka katleho bongata ba ceramic le thepa ea mechini. Ho sebelisa CeO₂ e le thuso ea ho sintering le theknoloji ea ho sintering e thusoang ke motlakase ho lokisa li-ceramic tsa Si₃N₄ tse nang le density e phahameng, CeO₂ e fumanoe e arola meeling ea lijo-thollo, e khothalletsa ho thella le ho tiea ha moeli oa lijo-thollo. Li-ceramic tse hlahisitsoeng li bontšitse ho thatafala ha Vickers ha HV10/10 (1347.9 ± 2.4) le ho thatafala ha ho robeha ha (6.57 ± 0.07) MPa·m¹/². Ka MgO–Y₂O₃ e le li-additives, homogeneity ea sebopeho sa ceramic e ntlafalitsoe, e leng se ileng sa ntlafatsa ts'ebetso haholo. Boemong bohle ba doping ba 8 wt.%, matla a ho flexural le conductivity ea mocheso li fihlile ho 915.54 MPa le 59.58 W·m⁻¹·K⁻¹, ka ho latellana.
VI. Qetello
Ka bokhutšoanyane, liserami tsa silicon carbide (SiC) tse hloekileng haholo, e le thepa e ikhethang ea boenjiniere ea letsopa, li bontšitse menyetla e pharaletseng ea ts'ebeliso ho li-semiconductors, lifofane le lisebelisoa tsa maemo a feteletseng. Pampiri ena e hlahlobile ka mokhoa o hlophisehileng litsela tse hlano tse tloaelehileng tsa ho lokisetsa liserami tsa SiC tse hloekileng haholo—ho sintering recrystallization, ho sintering ntle le khatello, ho hatella ka mocheso, ho sintering plasma ea spark, le tlhahiso ea litlatsetso—ka lipuisano tse qaqileng mabapi le mekhoa ea tsona ea ho tiisa, ntlafatso ea liparamente tsa bohlokoa, ts'ebetso ea thepa, le melemo le mefokolo e fapaneng.
Ho totobetse hore lits'ebetso tse fapaneng ka 'ngoe li na le litšobotsi tse ikhethang mabapi le ho fihlela bohloeki bo phahameng, bongata bo phahameng, meaho e rarahaneng, le bokhoni ba indasteri. Theknoloji ea tlhahiso ea litlatsetso, haholo-holo, e bontšitse bokhoni bo matla ba ho etsa likarolo tse bōpehileng joaloka tse rarahaneng le tse etselitsoeng motho ka mong, ka katleho masimong a manyenyane a kang stereolithography le binder jetting, e leng se etsang hore e be tataiso ea bohlokoa ea nts'etsopele bakeng sa ho lokisetsa SiC ceramic e hloekileng haholo.
Diphuputso tsa nakong e tlang mabapi le ho lokiswa ha letsopa la SiC le hlwekileng haholo di hloka ho teba ka botebo, di kgothaletsa phetoho ho tloha ho dikopo tsa laboratori ho ya ho tse kgolo, tse tshepahalang haholo tsa boenjiniere, ka hona di fana ka tshehetso ya bohlokwa ya thepa bakeng sa tlhahiso ya disebediswa tsa maemo a hodimo le mahlale a tlhahisoleseding a moloko o latelang.
XKH ke kgwebo ya theknoloji e phahameng e ikgethileng ka ho etsa dipatlisiso le tlhahiso ya thepa ya letsopa e sebetsang hantle. E inehetse ho fana ka ditharollo tse ikgethileng bakeng sa bareki ka mokgwa wa diseramike tsa silicon carbide (SiC) tse hlwekileng haholo. Khamphani e na le mahlale a tswetseng pele a ho lokisa thepa le bokgoni bo nepahetseng ba ho e lokisa. Kgwebo ya yona e kenyeletsa dipatlisiso, tlhahiso, tshebetso e nepahetseng, le kalafo ya bokahodimo ba diseramike tsa SiC tse hlwekileng haholo, ho fihlela ditlhoko tse thata tsa semiconductor, matla a matjha, sefofane le masimo a mang bakeng sa dikarolo tsa letsopa tse sebetsang hantle haholo. Re sebedisa mekgwa ya ho sintering e hodileng le mahlale a tlhahiso a tlatsetso, re ka fa bareki tshebeletso ya ho emisa ntho e le nngwe ho tloha ntlafatsong ya foromo ya thepa, ho thehwa ha sebopeho se rarahaneng ho isa tshebetsong e nepahetseng, ho netefatsa hore dihlahiswa di na le thepa e ntle ya mechini, botsitso ba mocheso le ho hanyetsa mafome.
Nako ea poso: Phupu-30-2025