常見方法有顆粒堆積法、冷凍干燥法、溶膠凝膠法等,近年來興起的3D打印技術(shù)也可以用來直接打印制備出多孔結(jié)構(gòu)。顆粒堆積燒結(jié)法是**為簡單的制備多孔碳化硅陶瓷的方法。該法的原理是利用陶瓷顆粒自身的燒結(jié)性能,在不同的SiC顆粒間形成燒結(jié)頸,從而使得顆粒堆積體形成多孔陶瓷。為了降低燒結(jié)溫度,通常添加一定量熔點較低的粘結(jié)劑使不同SiC顆粒之間形成連接。由于顆粒堆積燒結(jié)法中所有的孔隙都是由SiC顆粒之間的堆積間隙轉(zhuǎn)變而來的,因此,通過改變粉末尺寸、粘結(jié)劑種類及添加量和燒結(jié)參數(shù),可以控制多孔陶瓷成品的孔率和孔徑。坯體干壓模具設(shè)計主要是考慮碳化硅陶瓷粉體在模具內(nèi)成型充分填充的過程。廣東多功能碳化硅預制件原料
3D打印法制備多孔碳化硅陶瓷是近些年發(fā)展起來的一種新型制備工藝。該工藝借助于計算機輔助設(shè)計的三維數(shù)據(jù)模型,通過打印頭噴射結(jié)合劑將原料粉體層層堆疊成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。3D打印法與反應燒結(jié)工藝相結(jié)合,可實現(xiàn)復雜形狀陶瓷的無模制造與近凈尺寸成型。[7]3D打印法制備多孔碳化硅陶瓷具有成型工藝簡單、制備和加工效率高且無需模具等特點,不僅可用來制備形狀復雜、顯微結(jié)構(gòu)均勻和孔連通性好的多孔碳化硅陶瓷,而且多孔陶瓷的孔隙率和孔徑大小均可控可調(diào)。但是,該方法目前仍處于探索研究階段,工藝參數(shù)還需進一步優(yōu)化。另外,該方法很難一步制備出**度的多孔碳化硅陶瓷,需要輔助其他工藝來制備所需制品,成本較高。江西標準碳化硅預制件電話多少碳化硅預制體材料性能檢測結(jié)果不準確,將直接導致鋁碳化硅浸滲工藝過程鋁液含量和工藝參數(shù)設(shè)計的準確性。
立體光刻(SLA):SLA 技術(shù)是目前商用效果比較好的陶瓷 3D 打印技術(shù),常用于制備高精度、復雜形狀的陶瓷材料。 SLA 打印原理是采用陶瓷粉體、光固化樹脂以及添加劑(如光引發(fā)劑、稀釋劑等)均勻混合成打印漿料,保持漿料的固含量在 50% 以上以保證經(jīng)脫粘、燒結(jié)后的陶瓷零件能夠保持原形貌。首先將打印參數(shù)、3D 模型輸入計算機,由計算機控制打印頭移動,打印頭發(fā)射的激光選擇性地照射在漿料表面,光引發(fā)劑吸收對應波長的激光后受激產(chǎn)生自由基,引發(fā)光固化樹脂的光聚合過程,將陶瓷粉體填充在固化后的樹脂骨架中,通常是點對線、線對層,一層打印完成后,打印臺向下移動,然后進行逐層打印,獲得陶瓷預制體,再通過脫粘、燒結(jié)等過程,得到**終陶瓷零件。
多孔陶瓷是指經(jīng)過特殊成型和高溫燒結(jié)工藝制備的一種具有較多孔洞的無機非金屬材料。具有耐高溫、開口孔隙率高、比表面積大、孔結(jié)構(gòu)可控等特點,因而在吸附、分離、過濾、分散、滲透、換熱隔熱、吸聲、隔音、催化載體、傳感以及生物醫(yī)學等方面都有著***的應用。商業(yè)化的多孔陶瓷以碳化硅、二氧化硅、三氧化二鋁等材質(zhì)為主。
多孔碳化硅陶瓷還具有高溫強度高、抗氧化、耐磨蝕、抗熱震好、比重小、較高的熱導率及微波吸收能力等特點,在過濾材料、催化劑載體、吸聲材料和復合材料骨架材料方面應用***。 杭州陶飛侖新材料有限公司探索出預制體強度與鑄件浸滲工藝及鑄件性能之間的關(guān)系。
鋁碳化硅(AlSiC)復合材料是大功率IGBT封裝的理想材料,目前先進制備技術(shù)主要被美日系企業(yè)壟斷,國內(nèi)廠商面臨**、制造水平、加工技術(shù)等多方面的壁壘,國內(nèi)大功率IGBT封裝用AlSiC產(chǎn)品主要依賴于從日本進口。受國內(nèi)政策支持影響,近年來出現(xiàn)了一批AlSiC復合材料制備的企業(yè),雖然他們在鋁碳化硅復合材料制備技術(shù)上取得了較大的發(fā)展和進步,但主要集中在復合材料結(jié)構(gòu)件和低體分(≤40%)制造方面,大功率IGBT用高體分(≥55%)的AlSiC復合材料存在加工精度低和焊接性能差的技術(shù)壁壘問題并沒有得到有效解決。坯體燒結(jié)工藝曲線設(shè)計主要是根據(jù)坯體中所添加的造孔劑、粘結(jié)劑等物質(zhì)的熔點進行設(shè)計。河南通用碳化硅預制件發(fā)展現(xiàn)狀
杭州陶飛侖新材料有限公司生產(chǎn)的多孔陶瓷骨架采用不同的成型方法可制得形狀復雜的預制件。廣東多功能碳化硅預制件原料
發(fā)泡法
發(fā)泡法是通過向陶瓷組分中添加有機或無機化學物質(zhì)作為發(fā)泡劑,在加熱處理時形成揮發(fā)性氣體,產(chǎn)生泡沫,經(jīng)干燥和燒成后制得碳化硅多孔陶瓷。在制備過程中,發(fā)泡劑選擇非常關(guān)鍵,通過調(diào)整發(fā)泡劑種類及陶瓷料漿中各成分比例,可控制制品的性能。
優(yōu)點包括:該方法更容易制得一定形狀、組成和密度的多孔陶瓷,而且還可以制備出小孔徑的閉口氣孔。缺點包括:對原料的要求比較高,工藝條件不易控制,難以獲得小范圍孔徑分布的陶瓷。 廣東多功能碳化硅預制件原料
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