বিক্রিয়া সিন্টারিং এবং চাপহীন সিন্টারিং সিলিকন কার্বাইড সিরামিক প্রস্তুতি প্রক্রিয়া

প্রতিক্রিয়া সিন্টারিং

প্রতিক্রিয়া সিন্টারিংসিলিকন কার্বাইড সিরামিকউৎপাদন প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে সিরামিক কম্প্যাক্টিং, সিন্টারিং ফ্লাক্স ইনফিল্ট্রেশন এজেন্ট কম্প্যাক্টিং, রিঅ্যাকশন সিন্টারিং সিরামিক পণ্য প্রস্তুতি, সিলিকন কার্বাইড কাঠ সিরামিক প্রস্তুতি এবং অন্যান্য ধাপ।

বিক্রিয়া সিন্টারিং সিলিকন কার্বাইড অগ্রভাগ

প্রথমত, ৮০-৯০% সিরামিক পাউডার (এক বা দুটি পাউডার দিয়ে তৈরি)সিলিকন কার্বাইড পাউডারএবং বোরন কার্বাইড পাউডার), ৩-১৫% কার্বন সোর্স পাউডার (এক বা দুটি কার্বন ব্ল্যাক এবং ফেনোলিক রজন দিয়ে গঠিত) এবং ৫-১৫% ছাঁচনির্মাণ এজেন্ট (ফেনোলিক রজন, পলিথিলিন গ্লাইকল, হাইড্রোক্সিমিথাইল সেলুলোজ বা প্যারাফিন) একটি বল মিল ব্যবহার করে সমানভাবে মিশ্রিত করে একটি মিশ্র পাউডার তৈরি করা হয়, যা স্প্রে করে শুকানো হয় এবং দানাদার করা হয়, এবং তারপর একটি ছাঁচে চাপ দিয়ে বিভিন্ন নির্দিষ্ট আকারের সিরামিক কম্প্যাক্ট তৈরি করা হয়।
দ্বিতীয়ত, ৬০-৮০% সিলিকন পাউডার, ৩-১০% সিলিকন কার্বাইড পাউডার এবং ৩৭-১০% বোরন নাইট্রাইড পাউডার সমানভাবে মিশ্রিত করা হয় এবং একটি ছাঁচে চাপ দিয়ে একটি সিন্টারিং ফ্লাক্স ইনফিলট্রেশন এজেন্ট কম্প্যাক্ট পাওয়া যায়।
সিরামিক কম্প্যাক্ট এবং সিন্টার্ড ইনফিল্ট্র্যান্ট কম্প্যাক্ট একসাথে স্ট্যাক করা হয়, এবং তাপমাত্রা 1450-1750℃ এ উন্নীত করা হয় একটি ভ্যাকুয়াম ফার্নেসে যার ভ্যাকুয়াম ডিগ্রি 5×10-1 Pa এর কম নয়, সিন্টারিং এবং তাপ সংরক্ষণের জন্য 1-3 ঘন্টার জন্য একটি প্রতিক্রিয়াশীল সিন্টার্ড সিরামিক পণ্য প্রাপ্ত করা হয়। সিন্টার্ড সিরামিকের পৃষ্ঠের অনুপ্রবেশকারী অবশিষ্টাংশ ট্যাপ করে অপসারণ করা হয় যাতে একটি ঘন সিরামিক শীট পাওয়া যায় এবং কম্প্যাক্টের আসল আকৃতি বজায় থাকে।
অবশেষে, বিক্রিয়া সিন্টারিং প্রক্রিয়া গ্রহণ করা হয়, অর্থাৎ, উচ্চ তাপমাত্রায় বিক্রিয়া কার্যকলাপের তরল সিলিকন বা সিলিকন সংকর ধাতু কৈশিক বলের প্রভাবে কার্বনযুক্ত ছিদ্রযুক্ত সিরামিক ফাঁকা স্থানে প্রবেশ করে এবং সেখানে থাকা কার্বনের সাথে বিক্রিয়া করে সিলিকন কার্বাইড তৈরি করে, যা আয়তনে প্রসারিত হবে এবং অবশিষ্ট ছিদ্রগুলি মৌলিক সিলিকন দিয়ে পূর্ণ হবে। ছিদ্রযুক্ত সিরামিক ফাঁকাটি বিশুদ্ধ কার্বন বা সিলিকন কার্বাইড/কার্বন-ভিত্তিক যৌগিক উপাদান হতে পারে। প্রথমটি জৈব রজন, একটি ছিদ্র প্রাক্তন এবং একটি দ্রাবককে অনুঘটকভাবে নিরাময় এবং পাইরোলাইজ করে প্রাপ্ত করা হয়। দ্বিতীয়টি সিলিকন কার্বাইড কণা/রজন-ভিত্তিক যৌগিক পদার্থকে পাইরোলাইজ করে সিলিকন কার্বাইড/কার্বন-ভিত্তিক যৌগিক পদার্থ পেতে, অথবা α-SiC এবং কার্বন পাউডারকে শুরুর উপকরণ হিসাবে ব্যবহার করে এবং একটি প্রেসিং বা ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া ব্যবহার করে যৌগিক উপাদান পেতে।

চাপহীন সিন্টারিং

সিলিকন কার্বাইডের চাপহীন সিন্টারিং প্রক্রিয়াটিকে সলিড-ফেজ সিন্টারিং এবং লিকুইড-ফেজ সিন্টারিং-এ ভাগ করা যেতে পারে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, গবেষণাসিলিকন কার্বাইড সিরামিকদেশে এবং বিদেশে মূলত তরল-পর্যায়ের সিন্টারিংয়ের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়েছে। সিরামিক প্রস্তুতির প্রক্রিয়া হল: মিশ্র উপাদান বল মিলিং–>স্প্রে গ্রানুলেশন–>ড্রাই প্রেসিং–>গ্রিন বডি সলিডিফিকেশন–>ভ্যাকুয়াম সিন্টারিং।

চাপহীন সিন্টারযুক্ত সিলিকন কার্বাইড পণ্য

বল মিলিং এবং মিক্সিংয়ের জন্য বল মিলে ৯৬-৯৯ অংশ সিলিকন কার্বাইড আল্ট্রাফাইন পাউডার (৫০-৫০০ ন্যানোমিটার), ১-২ অংশ বোরন কার্বাইড আল্ট্রাফাইন পাউডার (৫০-৫০০ ন্যানোমিটার), ০.২-১ অংশ ন্যানো-টাইটানিয়াম বোরাইড (৩০-৮০ ন্যানোমিটার), ১০-২০ অংশ জলে দ্রবণীয় ফেনোলিক রজন এবং ০.১-০.৫ অংশ উচ্চ-দক্ষতাসম্পন্ন ডিসপারসেন্ট যোগ করুন, বল মিলিং এবং মিক্সিংয়ের জন্য বল মিলে ২৪ ঘন্টা রাখুন এবং স্লারিতে থাকা বুদবুদগুলি অপসারণের জন্য মিশ্র স্লারিটি একটি মিক্সিং ব্যারেলে ২ ঘন্টা নাড়ার জন্য রাখুন।
উপরের মিশ্রণটি গ্রানুলেশন টাওয়ারে স্প্রে করা হয় এবং স্প্রে চাপ, বায়ু প্রবেশের তাপমাত্রা, বায়ু নির্গমন তাপমাত্রা এবং স্প্রে শীট কণার আকার নিয়ন্ত্রণ করে ভাল কণা রূপবিদ্যা, ভাল তরলতা, সংকীর্ণ কণা বিতরণ পরিসর এবং মাঝারি আর্দ্রতা সহ গ্রানুলেশন পাউডার পাওয়া যায়। কেন্দ্রাতিগ ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তর 26-32, বায়ু প্রবেশের তাপমাত্রা 250-280℃, বায়ু নির্গমন তাপমাত্রা 100-120℃, এবং স্লারি প্রবেশের চাপ 40-60।
উপরের গ্রানুলেশন পাউডারটি একটি সিমেন্টেড কার্বাইড ছাঁচে রাখা হয় যাতে একটি সবুজ বডি তৈরি করা যায়। প্রেসিং পদ্ধতিটি দ্বিমুখী চাপে তৈরি হয় এবং মেশিন টুলের চাপের পরিমাণ 150-200 টন।
চাপা সবুজ বডিটি শুকানোর ওভেনে রাখা হয় শুকানোর জন্য এবং নিরাময়ের জন্য যাতে ভালো সবুজ বডি শক্তিসম্পন্ন একটি সবুজ বডি পাওয়া যায়।
উপরে উল্লিখিত নিরাময়কৃত সবুজ দেহটি একটিতে স্থাপন করা হয়েছেগ্রাফাইট ক্রুসিবলএবং ঘনিষ্ঠভাবে এবং সুন্দরভাবে সাজানো হয়, এবং তারপর সবুজ বডি সহ গ্রাফাইট ক্রুসিবলটি ফায়ারিংয়ের জন্য একটি উচ্চ-তাপমাত্রার ভ্যাকুয়াম সিন্টারিং ফার্নেসে স্থাপন করা হয়। ফায়ারিং তাপমাত্রা 2200-2250℃, এবং অন্তরণ সময় 1-2 ঘন্টা। অবশেষে, উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন চাপবিহীন সিন্টারড সিলিকন কার্বাইড সিরামিক পাওয়া যায়।

সলিড-ফেজ সিন্টারিং

সিলিকন কার্বাইডের চাপহীন সিন্টারিং প্রক্রিয়াকে সলিড-ফেজ সিন্টারিং এবং লিকুইড-ফেজ সিন্টারিং এ ভাগ করা যায়। লিকুইড-ফেজ সিন্টারিংয়ের জন্য সিন্টারিং অ্যাডিটিভ, যেমন Y2O3 বাইনারি এবং টার্নারি অ্যাডিটিভ যোগ করা প্রয়োজন, যাতে SiC এবং এর কম্পোজিট উপকরণগুলি তরল-ফেজ সিন্টারিং উপস্থাপন করে এবং কম তাপমাত্রায় ঘনত্ব অর্জন করে। সলিড-ফেজ সিন্টারড সিলিকন কার্বাইড সিরামিকের প্রস্তুতি পদ্ধতিতে কাঁচামালের মিশ্রণ, স্প্রে গ্রানুলেশন, ছাঁচনির্মাণ এবং ভ্যাকুয়াম সিন্টারিং অন্তর্ভুক্ত। নির্দিষ্ট উৎপাদন প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ:
৭০-৯০% সাবমাইক্রন α সিলিকন কার্বাইড (২০০-৫০০ ন্যানোমিটার), ০.১-৫% বোরন কার্বাইড, ৪-২০% রজন এবং ৫-২০% জৈব বাইন্ডার একটি মিক্সারে স্থাপন করা হয় এবং ভেজা মিশ্রণের জন্য বিশুদ্ধ জলের সাথে যোগ করা হয়। ৬-৪৮ ঘন্টা পর, মিশ্র স্লারিটি ৬০-১২০ জালের চালুনির মধ্য দিয়ে পাস করা হয়;
ছাঁকনিযুক্ত স্লারিটি একটি স্প্রে গ্রানুলেশন টাওয়ারের মাধ্যমে স্প্রে দানাদার করা হয়। স্প্রে গ্রানুলেশন টাওয়ারের প্রবেশ তাপমাত্রা 180-260℃, এবং বহির্গমন তাপমাত্রা 60-120℃; দানাদার উপাদানের বাল্ক ঘনত্ব 0.85-0.92g/cm3, তরলতা 8-11s/30g; দানাদার উপাদানটি পরে ব্যবহারের জন্য 60-120 জালের ছাঁকনির মাধ্যমে ছাঁকনি করা হয়;
পছন্দসই পণ্যের আকৃতি অনুসারে একটি ছাঁচ নির্বাচন করুন, দানাদার উপাদানটি ছাঁচের গহ্বরে লোড করুন এবং 50-200MPa চাপে ঘরের তাপমাত্রায় কম্প্রেশন মোল্ডিং করুন যাতে একটি সবুজ বডি তৈরি হয়; অথবা কম্প্রেশন মোল্ডিংয়ের পরে গ্রিন বডিটিকে একটি আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং ডিভাইসে রাখুন, 200-300MPa চাপে আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং করুন এবং সেকেন্ডারি প্রেসিংয়ের পরে একটি সবুজ বডি তৈরি করুন;
উপরের ধাপগুলিতে প্রস্তুত করা গ্রিন বডিটি সিন্টারিংয়ের জন্য একটি ভ্যাকুয়াম সিন্টারিং ফার্নেসে রাখুন, এবং যোগ্যটি হল সমাপ্ত সিলিকন কার্বাইড বুলেটপ্রুফ সিরামিক; উপরের সিন্টারিং প্রক্রিয়ায়, প্রথমে সিন্টারিং ফার্নেসটি খালি করুন, এবং যখন ভ্যাকুয়াম ডিগ্রী 3-5×10-2 এ পৌঁছায় Pa এর পরে, নিষ্ক্রিয় গ্যাসটি সিন্টারিং ফার্নেসে স্বাভাবিক চাপে প্রেরণ করা হয় এবং তারপর উত্তপ্ত করা হয়। গরম করার তাপমাত্রা এবং সময়ের মধ্যে সম্পর্ক হল: ঘরের তাপমাত্রা 800℃, 5-8 ঘন্টা, তাপ সংরক্ষণ 0.5-1 ঘন্টা, 800℃ থেকে 2000-2300℃, 6-9 ঘন্টা, তাপ সংরক্ষণ 1 থেকে 2 ঘন্টা, এবং তারপর চুল্লি দিয়ে ঠান্ডা করে ঘরের তাপমাত্রায় নামিয়ে আনা হয়।

সিলিকন কার্বাইডের মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং গ্রেইন বাউন্ডারি স্বাভাবিক চাপে সিন্টার করা হয়েছে

সংক্ষেপে, গরম চাপ দিয়ে সিন্টারিং প্রক্রিয়ায় উৎপাদিত সিরামিকের কার্যকারিতা ভালো, তবে উৎপাদন খরচও অনেক বেড়ে যায়; চাপবিহীন সিন্টারিং দ্বারা প্রস্তুত সিরামিকের কাঁচামালের চাহিদা বেশি, সিন্টারিং তাপমাত্রা বেশি, পণ্যের আকারে বড় পরিবর্তন, জটিল প্রক্রিয়া এবং কম কর্মক্ষমতা থাকে; প্রতিক্রিয়া সিন্টারিং প্রক্রিয়ায় উৎপাদিত সিরামিক পণ্যগুলির ঘনত্ব বেশি, অ্যান্টি-ব্যালিস্টিক কর্মক্ষমতা ভালো এবং প্রস্তুতির খরচ তুলনামূলকভাবে কম। সিলিকন কার্বাইড সিরামিকের বিভিন্ন সিন্টারিং প্রস্তুতি প্রক্রিয়ার নিজস্ব সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে এবং প্রয়োগের পরিস্থিতিও ভিন্ন হবে। পণ্য অনুসারে সঠিক প্রস্তুতি পদ্ধতি বেছে নেওয়া এবং কম খরচ এবং উচ্চ কর্মক্ষমতার মধ্যে ভারসাম্য খুঁজে বের করাই সর্বোত্তম নীতি।