So verbessern Sie die Oxidationsbeständigkeit von Brennhilfsmitteln aus Siliziumkarbid
1. Materialzusammensetzung optimieren
Zusätzliche Antioxidantien
Metalloxidzusätze: Fügen Sie eine kleine Menge Metalloxide hinzu, wie Aluminiumoxid (Al₂O₃), Zirkonoxid (ZrO₂) usw. Diese Metalloxide können bei hohen Temperaturen mit Silizium und Sauerstoff auf der Oberfläche von Siliziumkarbid reagieren und eine stabile Silikatglasphase bilden, die die Poren von Siliziumkarbid füllt und eine weitere Diffusion von Sauerstoff verhindert. Normalerweise beträgt die zugesetzte Menge an Aluminiumoxid etwa 1 % - 5 % (Massenanteil) und die zugesetzte Menge an Zirkonoxid etwa 0,5 % - 3 %, was die antioxidative Leistung effektiv verbessern kann.
Seltenerdelementzusätze: wie Lanthan (La) und Cer (Ce) in der Lanthanoidenreihe. Seltenerdelemente können Seltenerdoxide auf der Oberfläche von Siliziumkarbid bilden. Diese Oxide haben eine hohe chemische Stabilität und können Sauerstofferosion wirksam hemmen. Im Allgemeinen beträgt die Menge der hinzugefügten Seltenerdelemente etwa 0,1 % - 3 %.
2. Oberflächenbehandlungsmaßnahmen
Beschichtung
Keramikbeschichtung: Auf die Oberfläche von Siliziumkarbid-Brennhilfsmitteln wird eine Schicht aus Hochtemperatur-Keramikbeschichtung, wie Mullitbeschichtung, Aluminiumoxidbeschichtung usw., aufgetragen. Die Beschichtung kann durch Sprühen, Tauchen usw. aufgetragen werden. Beispielsweise hat die durch Plasmasprühen hergestellte Aluminiumoxidbeschichtung eine Dicke von etwa 50-200μm, die bei hohen Temperaturen einen dichten Schutzfilm bilden kann, der den Kontakt zwischen Sauerstoff und Siliziumkarbid wirksam blockiert und die Antioxidationsleistung verbessert.
Metallbeschichtung: wie Nickel- (Ni) und Kobalt- (Co) Beschichtung. Diese Metallbeschichtungen können einen antioxidativen Metalloxidfilm auf der Oberfläche von Siliziumkarbid bilden und so die Oxidationsbeständigkeit verbessern. Die Beschichtungsdicke beträgt im Allgemeinen einige Mikrometer bis einige zehn Mikrometer. Beispielsweise kann die Dicke einer thermisch gespritzten Beschichtung auf Nickelbasis etwa 10-50μm betragen.
3. Verbessern Sie den Vorbereitungsprozess
Verbessern Sie die Dichte
Die Dichte von Siliziumkarbid-Brennhilfsmitteln kann durch Optimierung des Sinterprozesses verbessert werden, beispielsweise durch Erhöhung der Sintertemperatur, Verlängerung der Sinterzeit und Verwendung von Hochdrucksintern. Beispielsweise kann eine Erhöhung der Sintertemperatur von 2000 Grad auf 2200 Grad und eine entsprechende Verlängerung der Sinterzeit die Porosität von Siliziumkarbid-Brennhilfsmitteln verringern und die Kanäle für das Eindringen von Sauerstoff verkleinern, wodurch die Antioxidationsleistung verbessert wird.
Optimierung der Kristallstruktur
Während des Herstellungsprozesses wird der Kristallisationsprozess von Siliziumkarbid kontrolliert, um die Kristallstruktur vollständiger und gleichmäßiger zu machen. Beispielsweise werden durch Impfkristalle induzierte Kristallisation und andere Methoden verwendet, um das Wachstum von Siliziumkarbidkristallen entlang einer bestimmten Kristallrichtung zu fördern, wodurch eine geordnetere Kristallstruktur entsteht und die antioxidative Kapazität verbessert wird.
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