Erforschung der Eigenschaften poröser Siliziumkarbidkeramiken

Die besonderen Eigenschaften poröser Siliziumkarbidkeramiksind hauptsächlich auf die spezielle poröse Struktur zurückzuführen, die Porosität, Porengröße und -verteilung sowie die Form der Löcher umfasst. Daher ist es notwendig, Porosität, Porengröße und -verteilung sowie Porenform durch das Herstellungsverfahren zu regulieren, um die gewünschte poröse Struktur zu erhalten. Daher stand das Herstellungsverfahren im Mittelpunkt der Forschung.

Eigenschaften von porösem SiCKeramikS

1.Poreneigenschaften

①Porosität

Die Porosität ist der Prozentsatz des Volumens, das von Poren in einem porösenMaterialzum Gesamtvolumen des porösen Materials (einschließlich offener Poren, halboffener Poren und geschlossener Poren von 3 Arten). Untersuchungen zeigen, dass die Leistung poröser Materialien hauptsächlich von der Porosität abhängt.

② Porenmorphologie

Die Porenmorphologie beschreibt die Morphologie der Poren in poröser Keramik. Bei gleichachsigen Poren ist die Gesamtleistung des Materials isotrop; bei gestreiften oder flachen Poren, wie sie beispielsweise bei der Karbonisierung von Holz durch Siliziumreaktionssintern poröser SiC-Keramik entstehen, weist die Porenstruktur eine bestimmte Richtung auf.

③Porendurchmesser und -verteilung

Der Porendurchmesser beträgt bei mikroporösen Materialien weniger als 2 nm, bei mesoporösen Materialien zwischen 2 und 50 nm und bei makroporösen Materialien über 20 nm. Die Leistung, einschließlich Permeabilität, Permeabilitätsrate und Filtrationsleistung, wird stark von der Porengröße und -verteilung beeinflusst.

2.Mechanische Eigenschaften

Poröse SiC-KeramikMaterialien sind spröde und ihre mechanischen Eigenschaften werden üblicherweise durch Biege- oder Druckfestigkeit charakterisiert. Porosität und Herstellungsverfahren haben einen großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften poröser SiC-Keramiken.

3.Wärmeleitfähigkeit

Porosität und Porenmorphologie haben einen großen Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit poröser Keramiken. Bei porösen Keramiken mit gleichmäßiger Porenverteilung nimmt die Wärmeleitfähigkeit mit zunehmender Porendichte allmählich ab. Aufgrund der Porenmorphologie poröser Keramikmaterialien, die durch unterschiedliche Verfahren hergestellt werden, gibt es jedoch große Unterschiede, sodass der Wärmeübertragungsprozess entsprechend variabel und komplex ist.

Poröse SiC-Keramikverfügen über die hervorragenden physikalischen Eigenschaften von SiC selbst, wie hohe Schüttdichte, große spezifische Oberfläche, hohe Härte, Korrosionsbeständigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit, niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient und Beständigkeit gegen Thermoschock, zusätzlich zu den Vorteilen der porösen Natur der Keramik.