制造工艺

　　用于工艺设备结构材料的碳化硅的制造工艺包括三个主要步骤。首先, 碳化硅零件是由纳米级绿色a-Sic粉与成型助剂等混合后通过挤压 (管) 或冷等静压 (板和块) 初步成型。然后它们被精加工成适合组装的结构(板和块)。最后, 在很高的温度与真空下无压烧结。这一苛刻的过程赋予我们ThermSiC ®材料优异耐腐蚀性、较高的硬度和机械性能。

　　细节掠影

碳化硅微粉 碳化硅陶瓷主要成分为纳米级绿色a-Sic，然后在极高温下烧结而成。ThermSiC®碳化硅采用的碳化硅粉纯度高、粒度分布集中、均匀，从而保证了陶瓷制品致密光滑。	烧结的ThermSiC®碳化硅块与板 在烧结过程中，制品体积尺寸大约收缩20%左右。但所有尺寸比例都保留下来。保持需要的结构尺寸。	烧结的ThermSiC®碳化硅管 碳化硅管先通过挤压成型，然后在真空下高温烧结。

碳化硅板、块和管的制造工艺

碳化硅制造过程包括许多步骤, 即粉末制备、与粘合剂混合、成型、加工、烧结、最终抛光与研磨。

1. 粉末制备

碳化硅 (sic) 是一种硅和碳的化合物, 分子表达式为SiC。生产碳化硅简单古老的制造工艺是：艾奇逊法合成法。该方法是采用碳热还原过程将SiO2与C在1600°C - 2500°C 的高温下通过反应生成SiC。反应式为：SiO2+3C=SiC+2CO。采用此方法生产的也可称为高温法碳化硅，它的相为a-Sic。艾奇逊炉法生产的碳化硅还需要经过粉碎后变成细粉, 然后用卤素提纯，达到所需的纯度与粒度后方能使用。

2. 混捏

然后将细晶粒 (亚微米) 粉末均匀地与非氧化物烧结助剂 (粘合剂) 混合, 形成糊状物。可以使用不同的粘合剂, 包括有机硅粘合剂。

3. 形状成形

由此产生的糊状混合物可以通过挤压或冷等静压来压缩成型。

• 挤压成型是通过施加一定的压力迫使糊状混合物通过一个开口模具。碳化硅管是通过挤压产生的。拉伸方向的属性与其他方向的属性不同。

• 冷等静压是在室温下进行的粉末压实方法。将糊状混合物装包封在弹性的塑料或橡胶模具，密封后放入高压缸内，液体介质通过压力泵注入压力缸内，高压液体压强大小不变且均匀地传递到模具内的糊料而密实成型。因为高压缸内的粉料在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的，因此采用等静压法制备的制品各向同性，并且结构均匀。碳化硅板和块的材料是由冷等静压制造。

4.数控加工中心(CNC)加工

初步压制成型的预成型件还需要使用CNC数控中心来加工成适合组装成工艺设备的零部件。如碳化硅换热板表面和换热园块上服务侧或工艺侧的换热孔。由于绿色SiC粉压制成型的预成型件的机械强度非常低, 因此加工时需要特别小心。在独特夹具的帮助下, 根据特定的加工参数, 对部件进行车削、研磨和钻孔。

5. 烧结

加工成需要的结构部件之后, 将部件材料置于2300°C 的温度下在惰性气氛中烧结成碳化硅陶瓷。在烧结过程中, 更精确地说是在约 1900°C (3450°F) 和 2150°C (3900°F) 之间, 制品体积尺寸大约收缩20%左右。但所有尺寸比例都保留下来。块的高度、直径和孔直径都收缩了大约20%。管径、壁厚和长度也会收缩。保持需要的结构尺寸。

　碳化硅陶瓷是地球上第二坚硬的材料, 几 乎无法加工。它具有很高的导热性。

6. 抛光或研磨

如果需要, 烧结碳化硅零件可以使用非常昂贵的精密金刚石抛光或研磨技术, 进一步加工至需要的精确公差范围。

7. 质量检查

成品碳化硅零件经过一系列尺寸检查、测试和检查 (泄漏检测、裂纹检测、压力测试等)。每次生产批次后, 都要仔细检查和监控机械性能。