碳化硅悬臂桨的制作工艺是怎样的？

碳化硅悬臂桨核心采用反应烧结工艺，流程围绕 “成型 - 渗硅 - 精加工” 展开，确保材料性能与结构精度，具体步骤如下： 1. 原料准备与配方设计 • 核心原料为碳化硅（SiC）粉末、石墨粉，辅以少量粘结剂（如酚醛树脂）。 • 配方需匹配应用场景：半导体级要求 SiC 粉末纯度≥99.9%，金属杂质≤1ppm；光伏级可适当降低纯度标准，重点优化强度参数。 • 原料经烘干、研磨后过筛，保证粉末粒径均匀（通常控制在 1-50μm），提升后续成型密度。  2. 坯体成型（关键基础步骤） • 主流采用模压成型或注射成型，复杂结构（如过渡区倾斜板、承载肩）可搭配机械加工辅助。 • 模压成型：将混合粉末倒入定制模具，通过液压机施加 10-50MPa 压力压实，形成与最终产品接近的坯体，适用于结构相对简单的悬臂桨。 • 注射成型：将粉末与粘结剂混合制成浆料，注入精密模具，冷却后脱模，适合带有导流孔、复杂槽形的结构，成型精度更高。 • 坯体成型后需进行 “脱脂处理”，在 200-500℃环境下去除粘结剂，避免烧结时产生气孔或裂纹。  3. 反应烧结（核心强化步骤） • 将脱脂后的坯体放入高温烧结炉，在氩气等惰性气氛保护下加热至 1600-1800℃。 • 向炉内通入硅（金属硅或硅蒸汽），硅会渗透到坯体孔隙中，与石墨发生反应生成新的碳化硅（SiC + Si → 反应型 SiC），同时填充孔隙。 • 烧结后坯体密度大幅提升，形成致密的反应烧结碳化硅基体，兼具高强度、耐高温和耐腐蚀性能，烧结时间通常为 2-8 小时，随产品尺寸调整。  4. 精密加工与表面处理 • 烧结后的坯体需通过 CNC 加工、金刚石磨削等工艺，精准加工固定区、承载区等关键部位，保证尺寸公差（通常控制在 ±0.1mm 内），匹配设备安装需求。 • 对承载区承托肩、边缘进行圆角打磨，避免锐角划伤石英舟或硅片。 • 表面处理：采用喷砂、抛光等工艺提升表面致密性，半导体级产品需额外进行清洗，去除加工残留杂质，确保表面洁净度。  5. 检测与质量控制 • 性能检测：通过高温强度测试、热震性测试、耐腐蚀测试，验证产品在 1300℃以上工况的稳定性。 • 尺寸与精度检测：使用三坐标测量仪检测关键尺寸，确保与设备炉管、石英舟适配。 • 纯度检测：采用 ICP-MS 等设备检测金属杂质含量，半导体级产品需满足≤1ppm 标准，合格后方可出厂。