Reaksiya sinterləmə və təzyiqsiz sinterləmə silisium karbid keramika hazırlamaq prosesi

Reaksiya sinterləmə

Reaksiya sinterlənməsisilisium karbid keramikaistehsal prosesi keramikanın sıxlaşdırılması, sinterləmə axınının infiltrasiya agentinin sıxlaşdırılması, reaksiya sinterləmə keramika məhsulunun hazırlanması, silisium karbid ağac keramikasının hazırlanması və digər addımları əhatə edir.

Reaksiya sinterləmə silisium karbid başlığı

Birincisi, 80-90% keramika tozu (bir və ya iki tozdan ibarətdirsilisium karbid tozuvə bor karbid tozu), 3-15% karbon mənbəli toz (bir və ya iki karbon qara və fenol qatranından ibarətdir) və 5-15% qəlibləmə agenti (fenol qatranı, polietilenqlikol, hidroksimetilselüloz və ya parafin) top dəyirmanı ilə bərabər şəkildə qarışdırılır, sonra spray toz əldə edilir, sonra qr preslənir. müxtəlif spesifik formalı keramika kompaktı əldə etmək.
İkincisi, 60-80% silisium tozu, 3-10% silisium karbid tozu və 37-10% bor nitrid tozu bərabər şəkildə qarışdırılır və sinterləmə axınının infiltrasiya agenti kompaktı əldə etmək üçün qəlibdə sıxılır.
Daha sonra keramika kompaktı və sinterlənmiş infiltrant kompakt bir yerə yığılır və reaksiya sinterlənmiş keramika məhsulu əldə etmək üçün sinterləmə və 1-3 saat istilikdə saxlama üçün vakuum dərəcəsi 5 × 10-1 Pa-dan az olmayan vakuum sobasında temperatur 1450-1750 ° C-ə qaldırılır. Sinterlənmiş keramika səthindəki infiltrant qalığı sıx bir keramika təbəqəsi əldə etmək üçün tıqqıltı ilə çıxarılır və kompaktın orijinal forması saxlanılır.
Nəhayət, reaksiya sinterləmə prosesi qəbul edilir, yəni yüksək temperaturda reaksiya aktivliyi olan maye silisium və ya silisium ərintisi kapilyar qüvvənin təsiri ilə tərkibində karbon olan məsaməli keramika blankına süzülür və oradakı karbonla reaksiyaya girərək həcmcə genişlənəcək silisium karbid əmələ gətirir və qalan məsamələr elementar silisiumla doldurulur. Məsaməli keramika blankı təmiz karbon və ya silisium karbid/karbon əsaslı kompozit material ola bilər. Birincisi, üzvi qatran, məsamə əmələ gətirici və həlledicinin katalitik şəkildə bərkidilməsi və pirolizləşdirilməsi yolu ilə əldə edilir. Sonuncu, silisium karbid/karbon əsaslı kompozit materialları əldə etmək üçün silisium karbid hissəciklərinin/qatran əsaslı kompozit materialların piroliz edilməsi və ya başlanğıc material kimi α-SiC və karbon tozundan istifadə etməklə və kompozit materialı əldə etmək üçün presləmə və ya inyeksiya üsulu ilə qəlibləmə prosesindən istifadə etməklə əldə edilir.

Təzyiqsiz sinterləmə

Silikon karbidin təzyiqsiz sinterləmə prosesi bərk fazalı sinterləmə və maye fazalı sinterlənməyə bölünə bilər. Son illərdə araşdırmalarsilisium karbid keramikaevdə və xaricdə əsasən maye fazalı sinterləşdirməyə diqqət yetirmişdir. Keramika hazırlamaq prosesi belədir: qarışıq materialdan top frezeleme–>sprey qranulyasiyası–>quru presləmə–>yaşıl gövdə bərkiməsi–>vakuum sinterləmə.

Təzyiqsiz sinterlənmiş silisium karbid məhsulları

96-99 hissə silikon karbid ultra incə toz (50-500 nm), 1-2 hissə bor karbid ultra incə toz (50-500 nm), 0,2-1 hissə nano-titan borid (30-80 nm), 10-20 hissə suda həll olunan fenol turşusu və yüksək təsirli rezin əlavə edin. 24 saat ərzində top frezeleme və qarışdırmaq üçün bilyalı dəyirmanına dispersant qoyun və qarışmış şlamı şlamdakı qabarcıqları çıxarmaq üçün 2 saat qarışdırmaq üçün qarışdırma çəlləyinə qoyun.
Yuxarıdakı qarışıq qranulyasiya qülləsinə səpilir və yaxşı hissəcik morfologiyası, yaxşı axıcılıq, dar hissəcik paylama diapazonu və orta rütubətli qranulyasiya tozu püskürtmə təzyiqinə, hava giriş temperaturuna, hava çıxış temperaturuna və püskürtmə təbəqəsinin hissəcik ölçüsünə nəzarət etməklə əldə edilir. Mərkəzdənqaçma tezliyinin çevrilməsi 26-32, hava giriş temperaturu 250-280 ℃, hava çıxış temperaturu 100-120 ℃ və məhlulun giriş təzyiqi 40-60-dır.
Yuxarıdakı qranulyasiya tozu yaşıl gövdə əldə etmək üçün presləmək üçün sementlənmiş karbid qəlibə yerləşdirilir. Presləmə üsulu iki istiqamətli təzyiqdir və dəzgahın təzyiq tonajı 150-200 tondur.
Sıxılmış yaşıl gövdə yaxşı yaşıl bədən gücünə malik yaşıl gövdə əldə etmək üçün qurutma və müalicə üçün qurutma sobasına qoyulur.
Yuxarıda müalicəvi yaşıl bədən a yerləşdirilirqrafit potavə sıx və səliqəli şəkildə düzülür, sonra yaşıl gövdəli qrafit pota atəş üçün yüksək temperaturlu vakuumlu sinterləmə sobasına yerləşdirilir. Yanma temperaturu 2200-2250 ℃, izolyasiya müddəti isə 1-2 saatdır. Nəhayət, yüksək performanslı təzyiqsiz sinterlənmiş silisium karbid keramika əldə edilir.

Bərk fazalı sinterləmə

Silikon karbidin təzyiqsiz sinterləmə prosesi bərk fazalı sinterləmə və maye fazalı sinterlənməyə bölünə bilər. Maye fazalı sinterləmə SiC və onun kompozit materiallarını maye fazalı sinterləmə təqdim etmək və daha aşağı temperaturda sıxlığa nail olmaq üçün Y2O3 ikili və üçlü əlavələr kimi sinterləmə əlavələrinin əlavə edilməsini tələb edir. Bərk fazalı sinterlənmiş silisium karbid keramikasının hazırlanma üsuluna xammalın qarışdırılması, sprey qranulyasiyası, qəlibləmə və vakuumla sinterləmə daxildir. Xüsusi istehsal prosesi aşağıdakı kimidir:
70-90% submikron α silisium karbid (200-500nm), 0,1-5% bor karbid, 4-20% qatran, 5-20% üzvi bağlayıcı mikserə qoyulur və yaş qarışdırmaq üçün təmiz su ilə əlavə edilir. 6-48 saatdan sonra qarışıq şlam 60-120 gözlü ələkdən keçirilir;
Ələkdən keçirilmiş məhlul sprey qranulyasiya qülləsi vasitəsilə qranullaşdırılır. Sprey qranulyasiya qülləsinin giriş temperaturu 180-260 ℃, çıxış temperaturu isə 60-120 ℃; dənəvər materialın kütlə sıxlığı 0,85-0,92q/sm3, axıcılığı 8-11s/30q; qranullaşdırılmış material sonradan istifadə üçün 60-120 gözlü ələkdən keçir;
İstədiyiniz məhsul formasına uyğun bir qəlib seçin, qranullaşdırılmış materialı qəlib boşluğuna yükləyin və yaşıl gövdə əldə etmək üçün otaq temperaturunda 50-200MPa təzyiqdə sıxılma qəlibini həyata keçirin; və ya sıxılma qəlibindən sonra yaşıl gövdəni izostatik presləmə qurğusuna yerləşdirin, 200-300MPa təzyiqdə izostatik presləyin və ikinci dərəcəli presdən sonra yaşıl gövdə alınsın;
Yuxarıdakı addımlarda hazırlanmış yaşıl gövdəni sinterləmə üçün vakuum sinterləmə sobasına qoyun və ixtisaslı olanı hazır silisium karbid güllə keçirməyən keramikadır; yuxarıdakı sinterləmə prosesində əvvəlcə sinterləmə sobasını boşaltın və vakuum dərəcəsi Pa-dan sonra 3-5 × 10-2-ə çatdıqda, inert qaz sinterləmə sobasına normal təzyiqə verilir və sonra qızdırılır. İstilik temperaturu ilə vaxt arasındakı əlaqə belədir: otaq temperaturu 800℃, 5-8 saat, istilik 0,5-1 saat, 800 ° C-dən 2000-2300 ° C-ə qədər, 6-9 saat, 1-2 saat istilik qorunması, sonra soba ilə soyudulur və otaq temperaturuna düşür.

Normal təzyiqdə sinterlənmiş silisium karbidinin mikrostruktur və taxıl sərhədi

Bir sözlə, isti presləmə sinterləmə prosesi ilə istehsal olunan keramika daha yaxşı performansa malikdir, lakin istehsal dəyəri də çox artır; təzyiqsiz sinterləmə üsulu ilə hazırlanan keramika daha yüksək xammala tələblərə, yüksək sinterləmə temperaturuna, məhsulun ölçüsündə böyük dəyişikliklərə, mürəkkəb prosesə və aşağı məhsuldarlığa malikdir; reaksiya sinterləmə prosesi ilə istehsal olunan keramika məhsulları yüksək sıxlığa, yaxşı anti-ballistik performansa və nisbətən aşağı hazırlıq dəyərinə malikdir. Silikon karbid keramikasının müxtəlif sinterləmə hazırlıq prosesləri öz üstünlükləri və mənfi cəhətlərinə malikdir və tətbiq ssenariləri də fərqli olacaqdır. Məhsula uyğun düzgün hazırlanma üsulunu seçmək və aşağı qiymətlə yüksək məhsuldarlıq arasında tarazlıq tapmaq ən yaxşı siyasətdir.