Proszek ceramiczny z węglika krzemu (SiC).ma zalety wytrzymałości w wysokiej temperaturze, dobrej odporności na utlenianie, wysokiej odporności na zużycie i stabilności termicznej, małego współczynnika rozszerzalności cieplnej, wysokiej przewodności cieplnej, dobrej stabilności chemicznej itp. Dlatego jest często stosowany w produkcji komór spalania, spalin wysokotemperaturowych urządzenia, łaty odporne na temperaturę, elementy silników lotniczych, naczynia reakcji chemicznych, rury wymienników ciepła i inne elementy mechaniczne pracujące w trudnych warunkach i są szeroko stosowanym zaawansowanym materiałem inżynieryjnym.Odgrywa ważną rolę nie tylko w rozwijanych dziedzinach zaawansowanych technologii (takich jak silniki ceramiczne, statki kosmiczne itp.), ale ma także szeroki rynek i obszary zastosowań, które należy rozwijać w obecnej energetyce, metalurgii, maszynach, materiałach budowlanych , przemysł chemiczny i inne dziedziny.

Metody przygotowaniaproszek węglika krzemumożna głównie podzielić na trzy kategorie: metodę w fazie stałej, metodę w fazie ciekłej i metodę w fazie gazowej.

1. Metoda fazy stałej

Metoda fazy stałej obejmuje głównie metodę redukcji karbotermicznej i metodę bezpośredniej reakcji krzemu na węglu.Metody redukcji karbotermicznej obejmują także metodę Achesona, metodę pieca pionowego i metodę konwertera wysokotemperaturowego.Proszek węglika krzemuPreparat początkowo przygotowano metodą Achesona, stosując koks do redukcji dwutlenku krzemu w wysokiej temperaturze (ok. 2400℃), jednak otrzymany tą metodą proszek ma duży rozmiar cząstek (>1mm), zużywa dużo energii, a proces jest skomplikowane.W latach 80-tych XX wieku pojawiły się nowe urządzenia do syntezy proszku β-SiC, takie jak piec pionowy i konwerter wysokotemperaturowy.W miarę stopniowego wyjaśniania skutecznej i specjalnej polimeryzacji między mikrofalami i substancjami chemicznymi w postaci stałej, technologia syntezy proszku sic poprzez ogrzewanie mikrofalowe staje się coraz bardziej dojrzała.Metoda bezpośredniej reakcji krzemu na węglu obejmuje również samonapędzającą się syntezę w wysokiej temperaturze (SHS) i metodę mechanicznego tworzenia stopów.Metoda syntezy redukcyjnej SHS wykorzystuje reakcję egzotermiczną pomiędzy SiO2 i Mg w celu uzupełnienia braku ciepła.Theproszek węglika krzemuotrzymany tą metodą charakteryzuje się wysoką czystością i małym rozmiarem cząstek, lecz Mg zawarty w produkcie wymaga usunięcia w kolejnych procesach, takich jak trawienie.

2 metoda fazy ciekłej

Metoda fazy ciekłej obejmuje głównie metodę zol-żel i metodę termicznego rozkładu polimeru.Metoda zol-żel to metoda przygotowania żelu zawierającego Si i C poprzez odpowiedni proces zol-żel, a następnie pirolizę i wysokotemperaturową redukcję karbotermiczną w celu uzyskania węglika krzemu.Wysokotemperaturowy rozkład polimeru organicznego jest skuteczną technologią wytwarzania węglika krzemu: jedna polega na podgrzaniu żelu polisiloksanu, reakcji rozkładu w celu uwolnienia małych monomerów i na koniec utworzenia SiO2 i C, a następnie reakcji redukcji węgla w celu wytworzenia proszku SiC;Drugim jest ogrzewanie polisilanu lub polikarbosilanu w celu uwolnienia małych monomerów, tworzących szkielet i ostatecznie tworzącychproszek węglika krzemu.

3 Metoda fazy gazowej

Obecnie synteza w fazie gazowejwęglik krzemuUltradrobny proszek ceramiczny wykorzystuje głównie osadzanie w fazie gazowej (CVD), CVD indukowane plazmą, CVD indukowane laserem i inne technologie do rozkładu materii organicznej w wysokiej temperaturze.Otrzymany proszek ma zalety wysokiej czystości, małego rozmiaru cząstek, mniejszej aglomeracji cząstek i łatwej kontroli składników.Jest to obecnie stosunkowo zaawansowana metoda, ale przy wysokich kosztach i niskiej wydajności nie jest łatwo osiągnąć masową produkcję i jest bardziej odpowiednia do wytwarzania materiałów i produktów laboratoryjnych o specjalnych wymaganiach.

Obecnie,proszek węglika krzemuużywany jest głównie proszek na poziomie submikronowym lub nawet nano, ponieważ rozmiar cząstek proszku jest mały, wysoka aktywność powierzchniowa, więc głównym problemem jest to, że proszek łatwo powoduje aglomerację, konieczna jest modyfikacja powierzchni proszku, aby zapobiec lub zahamować wtórna aglomeracja proszku.Obecnie metody dyspersji proszku SiC obejmują głównie następujące kategorie: wysokoenergetyczna modyfikacja powierzchni, mycie, obróbka dyspergująca proszku, modyfikacja powłok nieorganicznych, modyfikacja powłok organicznych.