Alualu i Luma i Tekinolosi o le Sauniuniga o le Seramika Silicon Carbide Mama Maualuga

Ua tulaʻi mai keramika silicon carbide (SiC) mama maualuga o ni mea lelei mo vaega taua i totonu o semiconductor, aerospace, ma alamanuia o vailaʻau ona o lo latou faʻavevela lelei, mautu o vailaʻau, ma le malosi faʻainisinia. Faatasi ai ma le faateleina o manaoga mo masini keramika maualuga le faatinoga, maualalo le filogia, o le atinaeina o tekinolosi sauniuniga lelei ma faʻalauteleina mo keramika SiC mama maualuga ua avea ma taulaiga o suʻesuʻega i le lalolagi atoa. O lenei pepa e iloiloina ma le faʻaeteete auala tetele o sauniuniga o loʻo iai nei mo keramika SiC mama maualuga, e aofia ai le recrystallization sintering, pressureless sintering (PS), hot pressing (HP), spark plasma sintering (SPS), ma le additive manufacturing (AM), faatasi ai ma le faamamafa i le talanoaina o auala sintering, parameter autu, meatotino o meafaitino, ma luitau o loʻo iai nei o faiga taitasi.

Le faʻaaogaina o keramika SiC i le militeri ma le inisinia

I le taimi nei, o vaega o le seramika SiC e maualuga le mama e faʻaaogaina lautele i masini gaosi o le silicon wafer, e aofia ai i faiga autu e pei o le oxidation, lithography, etching, ma le ion implantation. Faatasi ai ma le alualu i luma o tekinolosi o le wafer, o le faateleina o le tele o le wafer ua avea ma se aga masani taua. O le tele o le wafer masani i le taimi nei e 300 mm, ma ausia ai se paleni lelei i le va o le tau ma le gafatia o le gaosiga. Peitai, ona o le Tulafono a Moore, o le gaosiga tele o wafers e 450 mm ua uma ona i ai i le lisi o mataupu. O wafers tetele e masani ona manaʻomia le malosi maualuga o le fausaga e tetee atu ai i le piʻo ma le faʻaleagaina, ma faʻateleina ai le manaʻoga mo vaega o le seramika SiC e tetele, malosi, ma mama. I tausaga talu ai nei, o le gaosiga faʻaopoopo (lomiga 3D), o se tekinolosi faʻataʻitaʻi vave e le manaʻomia ai ni faʻataʻitaʻiga, ua faʻaalia ai le tele o le gafatia i le gaosiga o vaega seramika SiC faigata ona faʻatulagaina ona o lona fausiaina i lea vaega ma lea vaega ma le gafatia o le mamanu fetuutuunai, e tosina mai ai le mafaufau lautele.

O lenei pepa o le a iloiloina fa'asolosolo ai auala e lima e saunia ai mo keramika SiC mama maualuga—o le recrystallization sintering, pressureless sintering, hot pressing, spark plasma sintering, ma le additive manufacturing—e taula'i atu i a latou auala sintering, fuafuaga fa'aleleia atili o le fa'agasologa, uiga o le fa'atinoga o meafaitino, ma fa'amoemoega o fa'aoga fa'apisinisi.

Mana'oga mo mea mata e silicon carbide mama maualuga

I. Toe fa'afouina o le Sintering

O le recrystallized silicon carbide (RSiC) o se mea SiC mama maualuga ua saunia e aunoa ma ni fesoasoani fa'asinteri i le vevela maualuga o le 2100–2500°C. Talu ona muai iloa e Fredriksson le mea na tupu i le toe fa'asinteri i le fa'ai'uga o le seneturi lona 19, ua maua ai e le RSiC le tele o le gauai ona o ona tuaoi mama o fatu ma le leai o ni vaega tioata ma mea leaga. I le vevela maualuga, e maualuga tele le mamafa o le ausa o le SiC, ma o lana faiga fa'asinteri e aofia ai le fa'agasologa o le fa'amamago ma le fa'asusu: o fatu manifinifi e fa'amamago ma toe fa'aputu i luga o fatu tetele, e fa'aleleia ai le tuputupu a'e o le ua ma le pipii sa'o i le va o fatu, ma fa'amalosia ai le malosi o le mea.

I le 1990, na saunia ai e Kriegesmann le RSiC ma le mafiafia e 79.1% e faʻaaoga ai le slip casting i le 2200°C, faʻatasi ai ma le vaega faʻalava o loʻo faʻaalia ai se microstructure e aofia ai fatu mafiafia ma pu. Mulimuli ane, na faʻaaoga e Yi ma isi le gel casting e saunia ai tino lanumeamata ma faʻamaʻaʻaina i le 2450°C, ma maua ai le RSiC ceramics ma le mafiafia tele e 2.53 g/cm³ ma le malosi faʻapipiʻi e 55.4 MPa.

O le fogā'ele'ele gau o le SEM o le RSiC

Pe a faatusatusa i le SiC mafiafia, o le RSiC e maualalo le mafiafia (pe tusa ma le 2.5 g/cm³) ma e tusa ma le 20% le porosity tatala, ma faatapulaaina ai lona faatinoga i galuega malolosi. O le mea lea, o le faaleleia atili o le mafiafia ma meatotino faaniukilia o le RSiC ua avea ma taulaiga autu o suesuega. Na fautuaina e Sung ma isi le faaofiina o le silicon ua liusuavai i totonu o le carbon/β-SiC ua tuufaatasia ma toe faamalamalamaina i le 2200°C, ma fausia ai ma le manuia se fausaga feso'ota'iga e aofia ai fatu mafiafia α-SiC. O le taunuuga o le RSiC na ausia ai le mafiafia o le 2.7 g/cm³ ma le malosi o le flexural o le 134 MPa, ma faatumauina ai le mautu lelei o le faaniukilia i le vevela maualuga.

Mo le faʻaleleia atili o le mafiafia, na faʻaaogaina e Guo ma isi le tekinolosi o le polymer infiltration and pyrolysis (PIP) mo le tele o togafitiga o le RSiC. I le faʻaaogaina o fofo PCS/xylene ma SiC/PCS/xylene slurries o ni infiltrants, ina ua maeʻa taʻamilosaga PIP e 3–6, na matua faʻaleleia atili ai le mafiafia o le RSiC (e oʻo atu i le 2.90 g/cm³), faʻatasi ai ma lona malosi flexural. E le gata i lea, na latou fautuaina se fuafuaga cyclic e tuʻufaʻatasia ai le PIP ma le recrystallization: pyrolysis i le 1400°C sosoo ai ma le recrystallization i le 2400°C, ma faʻamamaina lelei ai poloka o vaega ma faʻaitiitia ai le porosity. O le mea mulimuli o le RSiC na ausia ai le mafiafia o le 2.99 g/cm³ ma le malosi flexural o le 162.3 MPa, ma faʻaalia ai le faʻatinoga atoatoa mataʻina.

Ata SEM o le evolusione o le microstructure o le RSiC ua uma ona fa'apipi'iina le polymer impregnation ma le pyrolysis (PIP)-recrystallization cycles: RSiC muamua (A), ina ua mae'a le uluai PIP-recrystallization cycle (B), ma ina ua mae'a le tolu taamilosaga (C)

II. Sintering e aunoa ma le mamafa

O keramika silicon carbide (SiC) e leai se mamafa e masani ona saunia e faʻaaoga ai le pauta SiC mama tele e fai ma mea mata, faʻatasi ai ma ni nai fesoasoani faʻapipiʻi e faʻaopoopo i ai, ma faʻapipiʻi i totonu o se ea e le gaoioi pe i le vacuum i le 1800–2150°C. O lenei metotia e talafeagai mo le gaosia o vaega seramika tetele ma faigata ona faʻatulagaina. Peitaʻi, talu ai o le SiC e masani ona fusifusia faʻatasi, o lona coefficient o le faʻasalalauina e ia lava e matua maualalo lava, ma faigata ai le faʻamaʻaʻaina e aunoa ma fesoasoani faʻapipiʻi.

E faʻavae i luga o le faiga o le sintering, e mafai ona vaevaeina le sintering e aunoa ma le mamafa i ni vaega se lua: sintering vai-faʻasolo e aunoa ma le mamafa (PLS-SiC) ma le sintering tulaga-malosi e aunoa ma le mamafa (PSS-SiC).

1.1 PLS-SiC (Suavai-Vaega Sintering)

E masani ona fa'asusuina le PLS-SiC i lalo ifo o le 2000°C e ala i le fa'aopoopoina o le tusa ma le 10 wt.% o fesoasoani fa'asusu eutectic (e pei o le Al₂O₃, CaO, MgO, TiO₂, ma oxides rare-earth RE₂O₃) e fausia ai se vaega vai, e fa'alauiloa ai le toe fa'atulagaina o vaega ma le fesiitaiga o le tele e ausia ai le fa'ama'a'aina. O lenei faiga e talafeagai mo keramika SiC tulaga fa'apisinisi, ae e leai ni lipoti o le maualuga o le mama o le SiC e ausia e ala i le fa'asusuina o le vaega vai.

1.2 PSS-SiC (Sintering Tulaga-Malō)

O le PSS-SiC e aofia ai le fa'ama'a'aina o le tulaga mautu i le vevela e sili atu i le 2000°C ma le tusa ma le 1 wt.% o mea fa'aopoopo. O lenei faiga e fa'alagolago tele lava i le fa'asalalauina o le atomika ma le toe fa'atulagaina o fatu e mafua mai i le vevela maualuga e fa'aitiitia ai le malosi o le fogaeleele ma ausia ai le fa'ama'a'aina. O le faiga BC (boron-carbon) o se tu'ufa'atasiga masani o mea fa'aopoopo, lea e mafai ona fa'aitiitia ai le malosi o le tuaoi o fatu ma aveese ai le SiO₂ mai le fogaeleele SiC. Peita'i, o mea fa'aopoopo masani a le BC e masani ona fa'aofi mai ai mea leaga o totoe, ma fa'aitiitia ai le mama o le SiC.

I le puleaina o le aofaʻi o mea faʻaopoopo (B 0.4 wt.%, C 1.8 wt.%) ma le faʻamaʻalili i le 2150°C mo le 0.5 itula, na maua ai ni keramika SiC mama maualuga ma le mama o le 99.6 wt.% ma le mafiafia faʻatatau o le 98.4%. O le fausaga laʻititi na faʻaalia ai ni fatu koluma (o nisi e sili atu i le 450 µm le umi), faʻatasi ai ma ni pu laiti i tuaoi o fatu ma ni vaega o le graphite i totonu o fatu. O keramika na faʻaalia ai le malosi o le flexural o le 443 ± 27 MPa, o le elastic modulus o le 420 ± 1 GPa, ma le thermal expansion coefficient o le 3.84 × 10⁻⁶ K⁻¹ i le va o le vevela o le potu i le 600°C, ma faʻaalia ai le faʻatinoga sili ona lelei.

Fausaga laiti o le PSS-SiC: (A) Ata SEM ina ua uma ona fa'apulusina ma le NaOH eliina; (BD) Ata BSD ina ua uma ona fa'apulusina ma le eliina

III. Sintering Fa'avevela

O le fa'avevela vevela (HP) sintering o se metotia fa'ama'a'a e fa'aogaina ai le vevela ma le uniaxial pressure i mea e fa'apala i lalo o tulaga vevela maualuga ma le mamafa maualuga. O le mamafa maualuga e taofia ai le fausiaina o pu ma fa'atapula'aina ai le tuputupu a'e o fatu, ae o le vevela maualuga e fa'aleleia ai le fa'afefiloi o fatu ma le fausiaina o ni fausaga mafiafia, ma iu ai ina maua ai ni keramika SiC maualuga le mafiafia ma le mama. Ona o le natura fa'asino o le fa'ama'a'aina, o lenei faiga e masani ona mafua ai le anisotropy o fatu, e a'afia ai meatotino fa'amekanika ma le ofuina.

E faigata ona fa'ama'a'a le seramika mama o le SiC e aunoa ma ni fa'aopoopoga, e mana'omia ai le sintering ultrahigh-pressure. Na saunia ma le manuia e Nadeau ma isi le SiC mafiafia atoatoa e aunoa ma ni fa'aopoopoga i le 2500°C ma le 5000 MPa; Na maua e Sun ma isi mea tetele β-SiC ma le malosi o Vickers e o'o atu i le 41.5 GPa i le 25 GPa ma le 1400°C. I le fa'aaogaina o le mamafa o le 4 GPa, na saunia ai seramika SiC ma le mafiafia fa'atatau e tusa ma le 98% ma le 99%, le malosi o le 35 GPa, ma le modulus elastic o le 450 GPa i le 1500°C ma le 1900°C. O le pauta SiC e lapopo'a micron i le sintering i le 5 GPa ma le 1500°C na maua ai seramika ma le malosi o le 31.3 GPa ma le mafiafia fa'atatau e 98.4%.

E ui o nei taunuuga e faʻaalia ai e mafai e le mamafa tele ona ausia le faʻamaʻaʻaina e aunoa ma ni faʻaopoopoga, o le faigata ma le taugata o meafaigaluega manaʻomia e faʻatapulaʻaina ai faʻaoga faʻapisinisi. O le mea lea, i le sauniuniga faʻatino, o mea faʻaopoopo laiti poʻo le pauta granulation e masani ona faʻaaogaina e faʻaleleia atili ai le malosi o le sintering.

I le faaopoopoina o le 4 wt.% phenolic resin e fai ma mea faaopoopo ma le sintering i le 2350°C ma le 50 MPa, na maua ai keramika SiC ma le fua faatatau o le densification o le 92% ma le mama o le 99.998%. I le faaaogaina o aofaiga faaopoopo maualalo (boric acid ma le D-fructose) ma le sintering i le 2050°C ma le 40 MPa, na saunia ai le SiC mama maualuga ma le density faatatau >99.5% ma le anotusi B o totoe e na o le 556 ppm. Na faaalia e ata SEM, pe a faatusatusa i faataitaiga ua sintered e aunoa ma le mamafa, o faataitaiga ua oomiina i le vevela e laiti fatu, itiiti pu, ma maualuga le density. O le malosi o le flexural e 453.7 ± 44.9 MPa, ma o le elastic modulus na oo atu i le 444.3 ± 1.1 GPa.

I le fa'alauteleina o le taimi e taofi ai i le 1900°C, na fa'ateleina ai le lapo'a o le fatu mai le 1.5 μm i le 1.8 μm, ma na fa'aleleia ai le fa'avevela mai le 155 i le 167 W·m⁻¹·K⁻¹, a'o fa'aleleia atili ai fo'i le tete'e atu i le ele o le plasma.

I lalo o tulaga o le 1850°C ma le 30 MPa, o le oomiina vave ma le oomiina vave o le pauta SiC ua fa'apala ma fa'a'aisa na maua ai ni keramika β-SiC mafiafia atoatoa e aunoa ma ni fa'aopoopoga, fa'atasi ai ma le mafiafia o le 3.2 g/cm³ ma le vevela o le sintering e 150–200°C e maualalo ifo nai lo faiga masani. O keramika na fa'aalia ai le ma'a'a o le 2729 GPa, le malosi o le gau o le 5.25–5.30 MPa·m^1/2, ma le tete'e lelei tele i le sosolo (saosaoa o le sosolo o le 9.9 × 10⁻¹⁰ s⁻¹ ma le 3.8 × 10⁻⁹ s⁻¹ i le 1400°C/1450°C ma le 100 MPa).

(A) Ata SEM o le fogāeleele ua fa'apupula; (B) Ata SEM o le fogāeleele ua gau; (C, D) Ata BSD o le fogāeleele ua fa'apupula

I suʻesuʻega o le lolomiina 3D mo keramika piezoelectric, o le slurry seramika, o le mea autu e aʻafia ai le fausiaina ma le faʻatinoga, ua avea ma taulaʻiga autu i totonu o le atunuʻu ma faʻavaomalo. O suʻesuʻega o loʻo iai nei e masani ona faʻaalia ai o faʻailoga e pei o le tele o le paʻu, le mafiafia o le slurry, ma le aofaʻi o mea mautu e aʻafia ai le lelei o le fausiaina ma meatotino piezoelectric o le oloa mulimuli.

Ua maua i suʻesuʻega o paluga seramika na saunia e faʻaaoga ai le micron-, submicron-, ma le nano-sized barium titanate powders e faaalia ai ni eseesega taua i le stereolithography (e pei o le LCD-SLA). A o faaitiitia le tele o le vaega, e faateleina tele le viscosity o le slurry, faatasi ai ma pauta nano-sized e gaosia ai paluga ma viscosities e oo atu i piliona mPa·s. O paluga ma pauta micron-sized e faigofie ona delamination ma saeia i le taimi o le lolomiina, ae o pauta submicron ma nano-sized e faaalia ai le amioga sili atu ona mautu o le fausiaina. A maeʻa le sintering i le vevela maualuga, o faʻataʻitaʻiga seramika na maua ai na ausia ai le density o le 5.44 g/cm³, o le piezoelectric coefficient (d₃₃) e tusa ma le 200 pC/N, ma mea e maualalo ai le leiloa, e faaalia ai meatotino tali electromechanical sili ona lelei.

E le gata i lea, i faiga o le micro-stereolithography, o le fetu'una'i o mea mautu o le PZT-type slurries (e pei o le 75 wt.%) na maua ai ni tino sintered ma le mafiafia o le 7.35 g/cm³, ma maua ai se piezoelectric constant e o'o atu i le 600 pC/N i lalo o le poling electric fields. O su'esu'ega i luga o le micro-scale deformation compensation na fa'aleleia atili ai le sa'o o le fausiaina, fa'aleleia atili ai le sa'o o le geometric e o'o atu i le 80%.

O se isi suʻesuʻega i luga o le PMN-PT piezoelectric ceramics na faʻaalia ai o mea mautu e matua aʻafia ai le fausaga o le seramika ma meatotino eletise. I le 80 wt.% o mea mautu, e faigofie ona aliali mai mea e maua mai i totonu o seramika; aʻo faʻateleina le mea mautu i le 82 wt.% ma luga atu, e mou atu malie lava mea e maua mai ai, ma ua sili atu ona mama le fausaga o le seramika, ma ua matua faʻaleleia atili ai le faʻatinoga. I le 82 wt.%, na faʻaalia ai e seramika meatotino eletise sili ona lelei: o le piezoelectric constant o le 730 pC/N, relative permittivity o le 7226, ma le dielectric loss e naʻo le 0.07.

I se aotelega, o le tele o le fasi vaega, o mea malo, ma meatotino rheological o slurries seramika e le gata ina aʻafia ai le mautu ma le saʻo o le faagasologa o le lolomiina ae faʻapea foi ona fuafua saʻo ai le mafiafia ma le tali piezoelectric o tino sintered, ma avea ai ma parakalafa autu mo le ausiaina o keramika piezoelectric lolomiina 3D maualuga.

O le faiga autū o le lolomiina o le LCD-SLA 3D o faʻataʻitaʻiga BT/UV

O meatotino o keramika PMN-PT ma mea mautu eseese

IV. Fa'a'a'a'a Plasma Sintering

O le Spark plasma sintering (SPS) o se tekinolosi sintering fa'aonaponei e fa'aaogaina ai le pulsed current ma le mamafa fa'amekanika e fa'aoga fa'atasi i pauta e ausia ai le fa'ama'a'aina vave. I lenei faiga, e fa'avevela sa'o e le eletise le mamanu ma le pauta, ma fa'atupuina ai le vevela Joule ma le plasma, ma mafai ai ona fa'aleleia le sintering i se taimi pu'upu'u (e masani lava i totonu o le 10 minute). O le fa'avevela vave e fa'aleleia atili ai le sosolo o le fogaeleele, a'o fesoasoani le fa'asa'olotoina o le aloiafi e aveese ai kasa ua mitiia ma vaega o le oxide mai luga o le pauta, ma fa'aleleia atili ai le fa'atinoga o le sintering. O le aafiaga o le electromigration e mafua mai i fanua eletise e fa'aleleia atili ai fo'i le sosolo o le atomika.

Pe a fa'atusatusa i le fa'avevela masani, e fa'aogaina e le SPS le fa'avevela sa'o, e mafai ai ona fa'ama'a'aina i le vevela maualalo a'o taofia lelei le tuputupu a'e o fatu e maua ai ni fausaga laiti ma tutusa. Mo se fa'ata'ita'iga:

• E aunoa ma ni fa'aopoopoga, fa'aaogaina o le pauta SiC olo e fai ma mea mata, o le sintering i le 2100°C ma le 70 MPa mo le 30 minute na maua ai fa'ata'ita'iga ma le 98% o le mafiafia fa'atatau.
• O le sintering i le 1700°C ma le 40 MPa mo le 10 minute na maua ai le cubic SiC ma le 98% le mafiafia ma le lapopo'a o fatu e na'o le 30–50 nm.
• O le fa'aaogaina o le pauta SiC granular e 80 µm ma le sintering i le 1860°C ma le 50 MPa mo le 5 minute na maua ai ni keramika SiC maualuga le fa'atinoga ma le 98.5% relative density, Vickers microhardness e 28.5 GPa, flexural strength e 395 MPa, ma le fracture toughness e 4.5 MPa·m^1/2.

O le au'ili'iliga o le fausaga fa'a'ele'ele na fa'aalia ai a'o fa'ateleina le vevela o le sintering mai le 1600°C i le 1860°C, na fa'aitiitia tele ai le porosity o le meafaitino, ma latalata atu i le mafiafia atoatoa i le vevela maualuga.

O le fausaga la'ititi o keramika SiC ua fa'a'ofuina i vevela eseese: (A) 1600°C, (B) 1700°C, (C) 1790°C ma le (D) 1860°C

V. Gaosiga Fa'aopoopo

Ua faʻaalia talu ai nei e le gaosiga faʻaopoopo (AM) le tele o le gafatia i le gaosia o vaega keramika faigata ona o lona faiga faufale i lea vaega ma lea vaega. Mo keramika SiC, ua tele tekinolosi AM ua atiaʻe, e aofia ai le binder jetting (BJ), 3DP, selective laser sintering (SLS), direct ink writing (DIW), ma le stereolithography (SL, DLP). Peitaʻi, o le 3DP ma le DIW e maualalo le saʻo, ae o le SLS e masani ona faʻaosofia ai le faʻavevela ma māvaevae. I se faʻatusatusaga, o le BJ ma le SL e ofoina atu ni faʻamanuiaga sili atu i le gaosia o keramika faigata e maualuga le mama, maualuga le saʻo.

1. Fa'aputuga o le Binder (BJ)

O le tekinolosi BJ e aofia ai le fa'asusuina o le mea e fa'apipi'i ai i le pauta fa'apipi'i, ona sosoo ai lea ma le aveeseina o le fa'apipi'iina ma le fa'amama e maua ai le oloa seramika mulimuli. O le tu'ufa'atasia o le BJ ma le fa'asusuina o le ausa vaila'au (CVI), o keramika SiC mama atoatoa ma manino na saunia ma le manuia. O le faiga e aofia ai:

① Fausiaina o tino lanumeamata o le seramika SiC e faʻaaoga ai le BJ.
② Fa'ama'a'aina e ala i le CVI i le 1000°C ma le 200 Torr.
③ O le keramika mulimuli o le SiC e 2.95 g/cm³ le mafiafia, o le conductivity thermal e 37 W/m·K, ma le malosi flexural e 297 MPa.

Ata fa'ata'ita'i o le lolomiina o le adhesive jet (BJ). (A) Fa'ata'ita'iga o le mamanu fesoasoani-komepiuta (CAD), (B) ata fa'ata'ita'i o le mataupu faavae o le BJ, (C) lolomiina o le SiC e le BJ, (D) fa'ama'a'aina o le SiC e ala i le fa'asusuina o le ausa fa'akemikolo (CVI)

2. Stereolithography (SL)

O le SL o se tekinolosi fa'aputu seramika e fa'avae i le UV-curing e matua'i maualuga le sa'o ma le faigata o le fausiaina o fausaga. O lenei metotia e fa'aaogaina ai ni slurries seramika e ma'ale'ale i le malamalama ma e maualuga le aofa'i o mea mautu ma e maualalo le viscosity e fausia ai ni tino lanumeamata seramika 3D e ala i le photopolymerization, sosoo ai ma le debinding ma le sintering i le vevela maualuga e maua ai le oloa mulimuli.

I le fa'aaogaina o le 35 vol.% SiC slurry, na saunia ai ni tino lanumeamata 3D e maualuga le tulaga i lalo o le 405 nm UV irradiation ma fa'ama'a'aina atili e ala i le polymer burn i le 800°C ma le togafitiga PIP. Na fa'aalia i'uga o fa'ata'ita'iga na saunia i le 35 vol.% slurry na ausia ai le mafiafia fa'atatau o le 84.8%, e sili atu nai lo le 30% ma le 40% o vaega fa'atonutonu.

I le fa'aofiina o le lipophilic SiO₂ ma le phenolic epoxy resin (PEA) e fa'aleleia ai le slurry, na fa'aleleia atili ai le fa'atinoga o le photopolymerization. Ina ua mae'a le sintering i le 1600°C mo le 4 itula, na ausia ai le liua toetoe lava a atoatoa i le SiC, fa'atasi ai ma le aofa'i mulimuli o le okesene e na'o le 0.12%, ma mafai ai ona faia le tasi la'asaga o le gaosiga o keramika SiC mama maualuga, fa'atulagaina faigata e aunoa ma ni la'asaga muamua o le oxidation po'o le infiltration.

Fa'ata'ita'iga o le fausaga o le lolomiina ma lona faiga o le sintering. O le foliga mai o le fa'ata'ita'iga ina ua mae'a ona fa'amago i le (A) 25°C, pyrolysis i le (B) 1000°C, ma le sintering i le (C) 1600°C.

I le mamanuina o mea e fa'amama ai le malamalama o le Si₃N₄ mo le lolomiina o le stereolithography 3D ma le fa'aaogaina o faiga e aveese ai le fa'aputuga ma le fa'ama'a'aina i le vevela maualuga, na saunia ai mea e fa'aputuga ai le Si₃N₄ ma le 93.3% o le mamafa fa'ateorē, malosi fa'ase'e o le 279.8 MPa, ma le malosi fa'apipi'i o le 308.5–333.2 MPa. Na maua i su'esu'ega i lalo o tulaga o le 45 vol.% o le aofa'i o mea malo ma le 10 sekone le taimi e fa'aalia ai, e mafai ona maua ai ni tino lanumeamata e tasi le vaega ma le sa'o o le fa'ama'a'aina o le IT77. O se faiga e aveese ai le fa'aputuga i le vevela maualalo ma le fua fa'avevela o le 0.1 °C/min na fesoasoani e gaosia ai ni tino lanumeamata e leai ni māvaevae.

O le sintering o se laasaga autū e aʻafia ai le faʻatinoga mulimuli i le stereolithography. Ua faʻaalia i suʻesuʻega o le faʻaopoopoina o fesoasoani sintering e mafai ona faʻaleleia atili ai le mafiafia o le seramika ma meatotino faʻainisinia. I le faʻaaogaina o le CeO₂ o se fesoasoani sintering ma le tekinolosi sintering fesoasoani eletise e saunia ai keramika Si₃N₄ maualuga le mafiafia, na maua ai le CeO₂ e vavaeʻese i tuaoi o fatu, ma faʻalauteleina ai le faʻaseʻe ma le faʻamaʻaʻaina o tuaoi o fatu. O keramika na maua mai ai na faʻaalia ai le malosi o Vickers o le HV10/10 (1347.9 ± 2.4) ma le malosi o le gau o le (6.57 ± 0.07) MPa·m¹/². Faatasi ai ma le MgO–Y₂O₃ o ni mea faʻaopoopo, na faʻaleleia atili ai le homogeneity o le microstructure seramika, ma faʻaleleia atili ai le faʻatinoga. I le aofaʻi o le doping o le 8 wt.%, o le malosi o le flexural ma le thermal conductivity na oʻo atu i le 915.54 MPa ma le 59.58 W·m⁻¹·K⁻¹, i le faasologa.

VI. Faaiuga

I se aotelega, o keramika silicon carbide (SiC) e maualuga le mama, i le avea ai ma se mea fa'ainisinia sili ona lelei, ua fa'aalia ai le lautele o avanoa e fa'aoga ai i semiconductors, va'alele, ma masini e fa'aogaina i tulaga ogaoga. O lenei pepa na iloiloina ma le fa'aeteete auala masani e lima mo le sauniuniga o keramika SiC e maualuga le mama—recrystallization sintering, pressureless sintering, hot pressing, spark plasma sintering, ma le additive manufacturing—fa'atasi ai ma talanoaga auiliili i luga o a latou faiga fa'ama'a'a, fa'aleleia atili o parakalafa autu, fa'atinoga o meafaitino, ma lelei ma tapula'a ta'itasi.

Ua manino mai o faiga eseese e tofu lava ma uiga tulaga ese i le ausiaina o le maualuga o le mama, maualuga le mafiafia, fausaga faigata, ma le gafatia tau alamanuia. O tekinolosi gaosiga faaopoopo, aemaise lava, ua faaalia ai le gafatia tele i le gaosia o vaega faigata ma vaega faapitoa, faatasi ai ma alualu i luma i vaega laiti e pei o le stereolithography ma le binder jetting, ma avea ai ma se itu taua o le atinae mo le sauniuniga o le seramika SiC maualuga le mama.

E manaʻomia ona suʻesuʻeina loloto suʻesuʻega i le lumanaʻi i le sauniuniga o le seramika SiC maualuga le mama, ma faʻalauiloa ai le suiga mai le tele o galuega faʻainisinia i le tele o galuega faʻainisinia faʻatuatuaina, ma maua ai le lagolago taua mo le gaosiga o meafaigaluega maualuluga ma tekinolosi faʻamatalaga o le isi tupulaga.

O le XKH o se pisinisi fa'atekonolosi maualuga e fa'apitoa i su'esu'ega ma le gaosiga o mea fa'a-keramika maualuga le fa'atinoga. Ua tuuto atu i le tu'uina atu o fofo fa'apitoa mo tagata fa'atau i le tulaga o keramika silicon carbide (SiC) mama maualuga. O lo'o iai i le kamupani tekinolosi fa'atekonolosi fa'aonaponei mo le sauniaina o meafaitino ma le gafatia sa'o o le fa'agasologa. O lana pisinisi e aofia ai su'esu'ega, gaosiga, fa'agasologa sa'o, ma le togafitia o luga o keramika SiC mama maualuga, fa'afetaui mana'oga faigata o semiconductor, malosiaga fou, va'alele ma isi vaega mo vaega keramika maualuga le fa'atinoga. Fa'aaogaina faiga fa'ama'a'a o le sintering ma tekinolosi gaosiga fa'aopoopo, e mafai ona matou ofoina atu i tagata fa'atau se tautua e tasi mai le fa'aleleia atili o le fa'atulagaga o meafaitino, fausiaina o fausaga faigata i le fa'agasologa sa'o, ma fa'amautinoa o lo'o iai i oloa ni meatotino fa'amasini lelei, mautu i le vevela ma tete'e atu i le 'ele.