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Recentemente, il gruppo di ricerca dell'Istituto di tecnologia del silicio, Accademia cinese delle scienze, ha proposto un metodo di infiltrazione di silicio sequenziale che combina l'infiltrazione di silicio in fase gassosa e in fase liquida. Le proprietà meccaniche della ceramica SiC finale preparata sono equivalenti a quelle delle ceramiche SiC sinterizzate in fase solida a pressione atmosferica, che possono migliorare notevolmente la temperatura ambientale delle ceramiche SiC.

I relativi risultati della ricerca sono pubblicati in J Eur. Ceram Soc. (Giornale della Società Europea della Ceramica).

L'applicazione dei componenti strutturali in carburo di silicio nei campi emergenti è in espansione, ma la loro durezza estremamente elevata e la significativa fragilità rendono più difficile la preparazione di componenti strutturali SiC di precisione di grandi dimensioni, complessi e con forme speciali. Pertanto, la tecnologia di preparazione della ceramica SiC stampata in 3D è diventata un argomento scottante. Tuttavia, la bassa densità e l’alto contenuto di silicio delle ceramiche SiC sinterizzate per reazione preparate mediante il percorso di stampa 3D comportano una temperatura di utilizzo inferiore, che ne limita le prestazioni e l’applicazione.

Il gruppo di ricerca guidato da Huang Zhengren dello Shanghai Institute of Silicon Technology ha recentemente proposto un metodo di infiltrazione sequenziale del silicio che combina l’infiltrazione di silicio in fase gassosa e in fase liquida. Attraverso la reazione di infiltrazione in fase gassosa, si forma un guscio SiC poroso, evitando reazioni rapide e severe dei corpi di stampa ceramici ad alta densità di carbonio nella fase iniziale dell'infiltrazione di silicio in fase liquida. Allo stesso tempo, l'area di contatto tra silicio liquido e carbonio solido è limitata, in modo da non ostruire il canale di infiltrazione, consentendo alle successive reazioni in fase liquida di procedere lentamente e ininterrottamente.

Questo studio propone una nuova strategia per la produzione di materiali compositi SiC attraverso l'estrusione del materiale combinata con sgrassaggio con solvente e infiltrazione di silicio gas-liquido in due fasi, evitando i problemi di bassa velocità di sgrassaggio e scarsa stabilità comunemente riscontrati nei processi di sgrassaggio termico diretto. Lo studio indaga anche l'influenza della temperatura sull'effetto sgrassante del solvente cherosene.