Silic cacbua (SiC) Bột vi mô là vật liệu gốm kết cấu hiệu suất cao. Nó có mật độ cao, độ dẫn nhiệt, độ bền uốn, mô đun đàn hồi và khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt độ cao tuyệt vời. Nhờ những đặc tính này, nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp có yêu cầu kết cấu khắt khe.
Từ phản ứng thiêu kết đến kết tinh lại: Kiểm soát hạt là cốt lõi
Trong quá trình thiêu kết phản ứng, bột silicon carbide siêu nhỏ được tối ưu hóa cho phép các chi tiết gốm đạt mật độ 3,12 g/cm³. Mức này gần với tiêu chuẩn thiêu kết không áp suất, với hàm lượng silicon tự do được kiểm soát theo tiêu chuẩn tiên tiến quốc tế.
Đối với bột thiêu kết không áp suất, yêu cầu thậm chí còn khắt khe hơn. Bột phải đạt độ tinh khiết 99,2 wt%, với mật độ nén 1,72 g/cm³. Sau khi thiêu kết, sản phẩm cuối cùng có thể đạt mật độ 3,15 g/cm³.
Trong lĩnh vực tái kết tinh, những đột phá đã đạt được nhờ phân tích vật liệu nhập khẩu và tối ưu hóa quy trình nội địa. Từ khâu lựa chọn nguyên liệu thô đến định hình và tối ưu hóa kích thước hạt, các rào cản kỹ thuật đã được khắc phục. Mật độ khai thác của bột thô đã được tăng thành công lên 2,004 g/cm³.
Bột SiC dùng cho in 3D: Phá vỡ những giới hạn truyền thống
Các chi tiết gốm SiC truyền thống có chu kỳ sản xuất dài và độ khó gia công cao. Chúng khó đáp ứng nhu cầu về các cấu trúc quy mô lớn và phức tạp. Đối với các chi tiết quá khổ, quy trình thiêu kết thông thường không còn khả thi. Điều này thúc đẩy các doanh nghiệp khám phá công nghệ in 3D.
Tuy nhiên, việc in các thành phần SiC lớn đòi hỏi phải sử dụng bột in 3D chuyên dụng.
- Nguyên liệu thô: lựa chọn các khối luyện SiC có cường độ cao, mật độ cao.
- Quá trình nghiền bột: quá trình nghiền tối ưu đảm bảo phân phối kích thước hạt hợp lý.
- Phân loại hạt: phân bố kích thước hạt đa cấp giúp tăng cường khả năng đúc một lần, mật độ và độ bền.
Với những tiến bộ này, mật độ thiêu kết SiC đã dần được cải thiện. Nó tăng từ 2,7 g/cm³ lên 2,8 g/cm³, và hiện đang tiến gần đến 3,0 g/cm³. Ngày nay, loại bột này được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hàng không vũ trụ, ví dụ như sản xuất gương phản chiếu cỡ lớn.
Từ Gốm sứ đến Những nỗ lực mới trong việc Mài và Đánh bóng
Silicon carbide thể hiện tiềm năng to lớn trong các ứng dụng mài và đánh bóng. Với độ cứng Mohs 9,5, chỉ đứng sau kim cương, bột silicon carbide siêu nhỏ mang lại độ bền cơ học và khả năng chống mài mòn vượt trội.
Trong quá trình mài, bột SiC được ứng dụng cho thủy tinh, gốm sứ, đá quý và hợp kim cứng. Hình thái hạt sắc nét của chúng cho phép cắt nhanh, đồng thời duy trì độ chính xác và hiệu quả về kích thước.
Trong đánh bóng, bột SiC siêu mịn được sử dụng trong wafer, đế LED và kính quang học. Bằng cách kiểm soát chặt chẽ kích thước và phân bố hạt, bột có thể mang lại bề mặt hoàn thiện ở cấp độ nanomet. Sự cân bằng giữa việc loại bỏ vật liệu và chất lượng bề mặt cao này đáp ứng các yêu cầu khắt khe của ngành công nghiệp bán dẫn, quang học và điện tử.
Với sự phát triển của sản xuất chính xác và năng lượng tái tạo, bột SiC cũng đang được mở rộng thành bùn CMP (Đánh bóng cơ học hóa học). Chúng đóng vai trò quan trọng trong sản xuất chip và quang điện tử.
Quy trình chế tạo bột vi mô Silicon Carbide
- Nguyên liệu thô: SiC xanh thô được nghiền nát, có độ tinh khiết ≥99%, hàm lượng cacbon tự do và Fe₂O₃ <0,2%.
- nghiền nát: hai phương pháp chính được sử dụng ở Trung Quốc: nghiền bi ướt gián đoạn hoặc nghiền tia.
- Tách từ tính: kết hợp phương pháp ướt và cơ học. Tách ướt giúp loại bỏ bụi, giảm sắt và cải thiện năng suất.
- Phân loại nước: tách các kích thước hạt bằng cách sử dụng các tốc độ lắng khác nhau trong nước.
- Sàng siêu âm: giải quyết các thách thức về kết tụ, tĩnh điện và sàng lọc hạt mịn.
- Kiểm tra chất lượng: thành phần hóa học, phân bố kích thước hạt và các thử nghiệm khác được thực hiện theo “Tiêu chuẩn kỹ thuật Silicon Carbide”.
- Sử dụng sản phẩm phụ: Các phần thô còn sót lại được xử lý thành bột mài mòn. Điều này giúp giảm thiểu chất thải và mở rộng chuỗi sản phẩm.
Bột Epic Giải pháp
Việc chuẩn bị bột silicon carbide siêu nhỏ đặt ra yêu cầu rất cao về thiết bị. Kích thước hạt phải được kiểm soát chính xác, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm kim loại.
Bột Epic, với hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực kỹ thuật bột, cung cấp các giải pháp tiên tiến:
- Máy nghiền phản lực: nghiền nát các hạt thông qua va chạm giữa các hạt, tránh nhiễm bẩn kim loại, lý tưởng cho SiC có độ tinh khiết cao.
- Dây chuyền sản xuất phân loại máy nghiền bi: lớp lót gốm và vật liệu nghiền có độ tinh khiết cao đảm bảo độ tinh khiết của sản phẩm và kích thước hạt đồng đều.
- Thiết bị sửa đổi bề mặt: tăng cường sự phân tán và liên kết SiC trong nhựa và vật liệu composite.
Ứng dụng của bột vi mô silicon carbide tiếp tục được mở rộng. Từ gốm sứ hiệu suất cao đến in 3D, cho đến mài và đánh bóng, SiC cho thấy tiềm năng to lớn.
Epic Powder hỗ trợ quá trình chuyển đổi này bằng thiết bị nghiền và phân loại hiệu quả, ít ô nhiễm. Các giải pháp của Epic Powder giúp khách hàng đạt được những đột phá trong việc chế tạo bột SiC, tạo động lực mạnh mẽ cho sự phát triển của ngành công nghiệp vật liệu mới.
