ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ผง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับกระบวนการเผาผนึกแบบไม่มีแรงดัน, ซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำให้อนุภาคผงมีความหนาแน่นขึ้นโดยไม่ต้องใช้แรงดันจากภายนอก. การเผา SiC แบบไม่ใช้แรงดันมักใช้ในการผลิตส่วนประกอบเซรามิกต่างๆ, เช่น วัสดุโครงสร้างที่มีอุณหภูมิสูง, ชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอ, และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์.

โดยทั่วไปการเผาผนึกผง SiC แบบไม่ต้องใช้แรงดันจะเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:

การเตรียมผง

ผง SiC ได้มาจากวิธีการสังเคราะห์ต่างๆ, เช่นกระบวนการแอจิสันหรือการสะสมไอสารเคมี (ซีวีดี). ผงมีลักษณะเฉพาะอย่างระมัดระวังในแง่ของขนาดอนุภาค, ความบริสุทธิ์, และคุณสมบัติอื่นๆ เพื่อให้มั่นใจถึงพฤติกรรมการเผาผนึกที่เหมาะสม.

การแปรรูปผง

ผง SiC ผสมกับสารช่วยเผาผนึกหรือสารเติมแต่ง, เช่น โบรอน, คาร์บอน, หรือสารประกอบอะลูมิเนียม, ซึ่งช่วยเพิ่มความหนาแน่นและเพิ่มคุณสมบัติขั้นสุดท้ายของวัสดุเผาผนึก. จากนั้นจึงปั้นส่วนผสมแป้งให้เป็นรูปทรงที่ต้องการ, มักใช้เทคนิคเช่นการอัดแห้งหรือการหล่อแบบสลิป.

การเผาผนึกล่วงหน้า

SiC Compact ที่มีรูปทรงได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิปานกลาง (โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 1,000-1200°C) ในบรรยากาศเฉื่อยหรือลดลง. ขั้นตอนนี้จะกำจัดสารยึดเกาะหรือตัวทำละลายอินทรีย์ที่เหลืออยู่ และจัดให้มีพันธะอนุภาคเริ่มต้น.

การเผา

จากนั้นคอมแพ็คที่เผาผนึกไว้ล่วงหน้าจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้น, โดยทั่วไปจะมีอุณหภูมิตั้งแต่ 1800°C ถึง 2200°C, ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติและโครงสร้างจุลภาคที่ต้องการ. อุณหภูมิสูงส่งเสริมการแพร่กระจายของสถานะของแข็งและความหนาแน่นของอนุภาค SiC, ส่งผลให้ได้วัสดุเซรามิกที่มีความหนาแน่นและแข็งแรง.

หลังการประมวลผล

หลังจากการเผา, ส่วนประกอบ SiC อาจเข้าสู่ขั้นตอนการประมวลผลเพิ่มเติม, เช่นการตัดเฉือน, บด, หรือการรักษาพื้นผิว, ขึ้นอยู่กับการใช้งานที่ต้องการ.
การเผาผง SiC แบบไม่ต้องใช้แรงดันมีข้อดีหลายประการ, รวมถึงความสามารถในการสร้างรูปทรงที่ซับซ้อน, วัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูง, และการควบคุมมิติที่ดี. อย่างไรก็ตาม, มันยังนำเสนอความท้าทายอีกด้วย, เช่นความต้องการอุณหภูมิการเผาผนึกสูง, ศักยภาพในการเจริญเติบโตของเมล็ดข้าวและการแข็งตัวของโครงสร้างจุลภาค, และการจัดการสารเติมแต่งซินเทอร์ริ่งเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ.

การเลือกลักษณะผง SiC, สารเติมแต่งการเผา, และพารามิเตอร์การประมวลผลถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ได้คุณภาพสูง, เซรามิก SiC หนาแน่นพร้อมกลไกที่ต้องการ, ความร้อน, และคุณสมบัติทางไฟฟ้าสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน.