در زمینههای تجهیزات فوقالعاده دقیق{{1} مانند تشخیص مادون قرمز، تجهیزات نیمهرسانا، و سیستمهای انرژی هستهای، اجزای ساختاری هسته در معرض شرایط عملیاتی طولانیمدت شدید و پیچیدهای هستند که شامل بارهای مکانیکی، گرادیانهای دما، انتقال سیگنال نوری، میدانهای الکترومغناطیسی و جفت میشوند. این شرایط الزامات سختگیرانه و سختگیرانه ای را بر خواص مکانیکی، حرارتی، نوری و الکتریکی ترکیبی مواد تحمیل می کند. فلزات سنتی، سیلیکون تک کریستال-و مواد سرامیکی معمولی که به دلیل کمبودهای عملکرد ذاتی آنها محدود شده است، دیگر نمی توانند نیازهای کاربردی تجهیزات پیشرفته- را برآورده کنند. در مقابل، سرامیکهای کاربید سیلیکون پیوندی-(RB{9}}SiC)، با ویژگیهای جامع عالی خود، به انتخابی ایدهآل برای مواد یکپارچه ساختار{10}}در چنین سناریوهایی تبدیل شدهاند.
واکنش-کاربید سیلیکون پیوندی (RB-SiC) با مخلوط کردن پودر کاربید سیلیکون با یک منبع کربن (مانند کربن سیاه، گرافیت، یا رزین ترموست) در نسبت معینی تولید میشود، و از طریق روشهای قالبگیری مانند پرس قالب، پرس ایزواستاتیک، یا پرس ایزواستاتیک، پریفرم متخلخل تشکیل میشود. متعاقباً، در یک فضای خلاء یا بی اثر، پریفرم تا 1400-1600 درجه حرارت داده می شود و باعث می شود پودر سیلیکون یا آلیاژ سیلیکون به سیلیکون مایع ذوب شود. سیلیکون مایع از طریق نیروهای مویرگی به منافذ پریفرم نفوذ می کند و با کربن موجود در پریفرم واکنش می دهد و -SiC را تشکیل می دهد. این -SiC تازه تشکیل شده با ذرات -SiC که ابتدا در پریفرم وجود داشت، پیوند مییابد، و در حین پر کردن منافذ، ساختار اسکلت کاربید سیلیکونی پیوسته ایجاد میکند و در نهایت به تراکم کامل جزء میرسد.
به دلیل این مسیر پردازش منحصربهفرد، RB-SiC انقباض بسیار کم حجمی را در حین پخت نشان میدهد، که امکان ساخت-شکل{2}}شکل نزدیک و تولید کارآمد اجزای ساختاری-در مقیاس بزرگ، دیوارههای نازک{4} و پیچیده- را فراهم میکند. در همین حال، نفوذ کامل سیلیکون مایع به مواد چگالی بسیار بالایی می بخشد و ارزش مهندسی غیرقابل جایگزینی را برای تهیه اجزای هسته ای بالا مانند آینه های نوری کلاس متر{{8} و قطعات دقیق نیمه هادی پیچیده ارائه می دهد.
با این حال، علیرغم مسیر پردازش عالی، وجود سیلیکون آزاد باقیمانده، دانههای درشت SiC یا فازهای سیلیکونی، و معرفی عناصر ناخالص در ریزساختار اجزای RB-SiC میتواند به طور قابلتوجهی بر خواص مکانیکی، هدایت حرارتی و کیفیت پرداخت نوری تأثیر بگذارد. بنابراین، کنترل دقیق ریزساختار برای غلبه بر گلوگاههای عملکرد مواد و دستیابی به ارتقاء جامع در خواص مکانیکی، حرارتی، نوری و الکتریکی اجزای RB-SiC، کلید تطبیق آنها برای کاربردهای تجهیزات پیشرفته در شرایط شدید مانند دمای بالا، خوردگی و تشعشعات شدید است.